值得骄傲,但距离真正通用还有很长时间~

遇事不决,量子力学!


自从修炼了量子波动阅读法,小雷练成了一目万行的技能,3秒钟看完新华字典,1分钟背诵下国家地理。


可惜小雷修成太晚,不然已经保送清华了。


2UA6ltav2J.gif


不跟大家胡扯了,今天小雷要讲的内容确实跟量子相关,但不是像上面那种所谓的智商税量子阅读。



而是前段时间,中国科学技术大学技术团队研制的国产量子计算原型机 - 「九章」!


考虑到小伙伴们可能对量子计算不了解,在聊「九章」之前,小雷先简单科普一波 。


平时我们使用的电脑啊笔记本啊,都是靠二进制运算的,计算机只认识0和1这两个数字。


并且0和1不能同时存在,所以计算效率十分低下。


u=3651145847,2700390751&fm=26&gp=0.jpg


而量子计算机使用的计量单位为量子比特,也是用0和1来运算。


但跟普通计算机最大的不同,量子计算机的0和1是可以同时存在的。


这么说挺抽象的,那小雷举个简单易懂的例子。


小雷抛一个硬币,硬币的数字面是0,图案面是1,普通计算机只能抛出正反其中一面,要么是0,要么是1。


而量子计算机不仅分别抛出正反面,还能把硬币竖起来,0和1同时存在,专业术语叫“量子叠加”。


timg.jpg


再举个栗子,左边是量子计算机,右边是传统的多核CPU计算机。


image.png


量子计算机的运算方式就像开了挂一般,分裂成很多个线程,每个分裂的线程也在处理运算。


说白了就是自带影分身之术,每个分身都拥有跟本体一样的实力,比传统计算更高效。


719d2e52dca64e478383c79fcdd3c021.jpg


而普通的多核CPU计算机,只能一个芯片处理一个参数,还容易出现“一核有难,多核围观”的情况。


讲到这里,相信小伙伴们都看懂原子计算的大概原理和优势咯。


那么,是时候来看看我国中科大成功构建的「九章」原子计算机了,在对高斯玻色模型的运算速度上,它是名副其实的世界第一。


这台计算机可以产生76次光子点击,解开5000万个高斯玻色采样只需要200秒。


image.png


可能大家对这200秒还没什么具体的概念。


那么咱们以日本最先进的超级计算机「富岳」来做个对比好了。


同样求解5000万个样本的高斯玻色取样,「富岳」需要6亿年才能解开。


使用中国太湖光超级计算机则需要25亿年。


当求解100亿个样本时,“九章”需10小时,“富岳”需1200亿年。


以上的数据不是小雷瞎掰的,是潘建伟团队说的话,有理有据。


在控制变量的情况下,200秒和6亿年、10小时和1200亿年,这个用时对比应该很明显了。


「九章」在高斯玻色模型上的运行速度螺旋爆炸式碾压了「富岳」。


8739-ivmqpci2844948.jpg


不过,谷歌也有一个量子计算机,跟那个比怎么说?


咱们来看看官方给出的数据是:等效地比谷歌的“悬铃木”快100亿倍。


So,跟谷歌的「悬铃木」量子计算机做对比,依然优势很大。


u=3538014769,2122100488&fm=26&gp=0.jpg


为啥是等效呢?因为两个量子计算机算的不是同一个问题。


「九章」算的是高斯玻色取样,其实不难理解,咱们可以理解为高尔顿板的量子的版。


一些直播节目或小时候的玻珠玩具就有高尔顿板,大家应该都见过。


407893.jpg


而「悬铃木」计算的是“随机量子电路取样”。


虽然面对的不是同一个问题,但「九章」等效地比「悬铃木」快一百亿倍。


20201204230203301 (1).jpeg

图源:文汇网


由于运算实在太快太强,「九章」的出现,也达成了量子计算研究的第一个里程碑:量子霸权。


不过,这个“量子霸权”并不是我们所理解的垄断、霸权的字面意思。


它指的是量子计算机在解决某个问题上,比起传统计算机有绝对的优势。


换个角度说,就是让你和计算机同时计算【98765*6666】的结果,看谁更快算出来。


image.png


所以,国内的翻译一般是“量子优越性”,因为“量子霸权”的误导性太强了。


话说回来,既然量子计算机运算力这么强,能不能让大家流畅吃鸡,60帧畅玩古墓丽影呢?


先泼个冷水,不能,量子计算机并不是用来打游戏的,目前只能用于解决特定的问题。


比如「九章」对应高斯玻色取样,而「悬铃木」对应随机量子电路取样,要是脱离特定的区域,他们就没什么优势可言了。


所谓术业有专攻就是如此。


006ARE9vgy1fx693ojiw9j30ds0dsjru.jpg


所以,量子计算机虽然强大,但并不代表它就能无差别吊打所有计算机。


就像一台汽车和一辆自行车,我们都知道汽车比自行车要快得多。


但是在塞车的情况下,自行车可以到处窜,找小路抄近道,超过汽车。


而汽车只能无奈地按喇叭,看着前方停滞不前的车海,摇头叹气。


u=87203903,617248870&fm=26&gp=0.jpg


目前量子计算机确实还未商用或民用,它只是代表我国在量子计算上迈出了重要的一步。


但未来量子计算或许能给各行各业带来巨大的改变。


因为量子计算目前最大的特性是从无数的可能中找到最优方案解决问题。


So,小雷首先想到了金融投资上,对不同投资组合的风险预测。


如果未来能将量子计算用在金融投资,可瞬间计算出成千上万种低风险投资组合,小白也能轻松投资炒股。


u=923624082,1158469100&fm=26&gp=0.jpg


在物流运输方面,量子计算可以从N条长途配送运输道路中,找出目前地图App想不出的运输路线。


甚至在医疗方面,也将有大用。


比如抢救病人,在争分夺秒的时刻,医生救人的治疗思考时间有限,而以量子计算的强力运算力,能瞬间计算出最佳治疗或抢救方式 。


这样就能以最低的手术风险把病人从鬼门关中拉回来。


当然,既然有强大之处,就有被有心人士利用的可能,瞬间破解密码窃取数据、更强的个性化推送广告...副作用同样是可见的。


1_AlaF-bVOD8H1SBJfFDCz7Q.gif

图源:medium.com


可以说,目前量子计算机还存在专用领域中,平时打游戏或看视频所用的笔记本或电脑,跟量子计算机其实是两个概念。


至于以后影响各行各业,确实是很有盼头的哈,有人给出了一张量子计算影响世界的时间图。


2023年,开始做有意义的工作


2028年,用于金融服务。


2038年,电信级别的RSA算法被破解,银行、机关的加密、甚至是区块链加密,全盘沦陷。



u=4131415958,3212029099&fm=27&gp=0.jpg


小雷翘首以待,看看这预测准不准好了。