位于美国田纳西州橡树岭国家实验室的超级计算机，根据世界排名，是功能最强大的超级计算机。
它的运行速度有多快呢？比第二的超级计算机计算速度的两倍还要强。
据说七台排名第二的超级计算机的运行速度加起来，都没有这排名第一的快。
（注：运算速度，不是四杯二十五度的水，倒在一起就可以变成一百度沸水的逻辑）
这台最强计算机叫Frontier，是首台突破每秒十亿次计算门槛的计算机。
它是由七十四个机柜组成，每一个机柜的重量就超过了三千六百公斤，可以容纳九千四百多个计算节点，每一个节点，都需要一个优化过的第三代AMD EPYC64核处理器处理。
如果是一个一般任务，会启动四个加速器，以及AI操作参与。
说这些如果还没有一个直观的感受的话，换一个角度来说，它的耗电量是二十一兆瓦。
如此高性能的计算机，用来解决一个超复杂的问题，比如高斯玻色的取样问题，需要花费二百亿年才能完成。
但同样的一个问题，放在2023年中国制作的九章三号面前，用时不到百万分之一秒就可以解决。
首次看到这个数据的时候，下巴掉地上了，这是人力可以做出来的事情？
咋想出来的？牛可以，但做的这么牛，是不是过分了？
那么今天就来聊一聊，有关这台计算机的一些事情。
量子计算机为何如此之强？
九章三号其实就是一台量子计算机，那么量子计算机为什么具有如此强劲的计算能力呢？
要想回答好这个问题，就需要从一些基本的知识作为切入点来说。
在过去传统的计算机，进行计算的时候，用一个叫做比特的东西作为基本单元来计算的。
那么什么又是比特呢？
将这个问题简单化一点，可以将比特看做一个开关，这个开关的作用有两个，其一允许电力通过，其二阻拦电力通过。
这两个作用，最终会促成一个单元信息的产生——二进制信息单元。
而所谓的二进制，就是用零和一对数来进行描述，它的规则也简单，逢二进一，借一当二来使用。
它比十进制简单，但也因为简单，所以会将计算速度变的更快。
那么比特在断开时表示零，而在闭合时表示一。
有了这个知识点，再回头看看量子计算机中的最基本的数据处理单元。
在量子计算机中，这个作为最基本数据处理的单元，其实也是一个类似比特的开关，它被叫做量子比特。
比特和量子比特有相同之处，也是通过开和关这两个动作表示零和一的。
但不同之处，量子比特有量子叠加态的存在。
什么是量子叠加态呢？
简单的说在一个量子系统中，可以让多种量子态同时存在，所以在同一个时间点上，一个量子系统可以出现不同的量子态。
那么这种状态表现在量子比特中，就是在同一个时间点上，既会出现量子比特开的状态，也会出现量子比特关闭的状态。
形象一点就是，同一个时间点上，二进制传统计算机只会出现零或者一，而量子计算机会出现01、10、甚至是00、11的状态。
所以量子态让量子计算机出现了并行计算的能力，它至少可以做到是传统计算机两倍的计算能力。
但问题是一个量子计算机，不可能只有一个量子比特，所以随着同一时间参与计算的量子比特数量不断增多，那么量子计算机的计算能力，将会呈现一种指数级别的增长。
比如量子开关的数量增加到N个，那么因为量子叠加态的存在，就可以同时表示2N个状态，而传统计算机的比特同时只能表示一种状态。
这一下差距就出来了，量子计算一秒2N次计算，传统计算机只能完成一次计算。
所以世界最硬核的计算机就诞生了，毕竟量子计算机它就不讲道理，只要管够往上加量子比特，理论上量子计算机的运算速度几乎没有瓶颈了。
当然，量子计算机的运算速度确实厉害，但它也有局限性。
这个局限性，有两个条件所制约。
其一，这个问题的计算方法符合量子计算机叠加态的计算要求。
比如一道题，需要先计算加法，然后计算乘法，最后是除法，这个顺序不能混淆，必须先一步，后一步，再后一步的计算。
那么量子计算机的计算能力就体现不出来，与传统的计算机的计算能力是一样的。
所以量子计算机的恐怖计算能力，体现在这种计算的同时性，而计算的逻辑满足不了，就不行。
其二，同样的一个问题传统的计算机也可以进行计算。
也就是说传统计算机对一个计算无从下手，那么量子计算机就算是再有恐怖的计算能力，同样也无从下手。
这两个条件，必须同时满足，那么量子计算机的恐怖计算能力才能体现出来。
这就相当于加法和乘法的区别，乘法仅仅是加法中的一种特殊情况的简便运算，但乘法绝对代替不了加法的运算一样。
所以抛开一些特殊情况，量子计算机的恐怖运算能力，其实和传统计算机是差不多的。
如此优秀的量子计算机是如此产生的呢？
任何事情的开始，都是由概念或者相对应的理论、问题的产生，才会有后来的成果。
量子计算机也是一样，在上个世纪八十年代初期，一位叫理查德.费曼的人，在一次演讲中，提到了这么两个有关量子的问题。
其一，计算机能否模拟量子系统？
如果这条问题的答案是是的话，那么就有了第二个问题。
其二，寻找相关的量子材料，能否模拟量子系统的计算机？
这两个问题发人深思，就像是一口古钟沉寂了多年，被人狠狠的敲响了。
为很多科学家指出了一条量子方面的研究方向。
于是一场计算机和量子相结合的领域诞生了，很多科学家投入其中。
在这场不断的摸索中，终于被科学家们摸到了命脉。
在进入到本世纪之后，这个方向被突破了，比如2013年出现的量子人工智能实验室，2017年的量子比特芯片等等。
不得不说，在量子领域中不有着先发优势的国家，就是美国，在相当长的一段时间里，美国的技术积累是最优的。
作为一个负责任的大国，中国也不可能在这方面落后于人，所以中国的科学技术大学成立了研究团队，由潘建伟带队，与中科院以及国家并行计算机工程技术中心进行合作，最终在2020年十二月四号，他们研发出了九章计算机。
这台九章计算机可以看做九章系列中的一号机，由七十六个光子构建出了量子计算机。
那么这台量子计算机的能力如何呢？
二百秒，六亿年。
什么意思呢？
处理五千万个高斯玻色取样问题，九章一号机用时二百秒，而在当时最快的超级计算机需要六亿年。
如果处理一百亿个该样本，九章一号需要的时间是十个小时，超级计算机就需要一千二百亿年。
澳大利亚昆士兰大学的一位教授在看了九章一号的性能，就说这项实验的各方面的计算已经超远了以前的水准。
