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其實(shí)，不僅IBM的量子計(jì)算機(jī)，中國(guó)的量子計(jì)算機(jī)同樣只能解決少數(shù)特定問(wèn)題。就以中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)等單位聯(lián)合研制的光量子計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，這臺(tái)機(jī)器是基于線性光學(xué)，把量子點(diǎn)當(dāng)做單光子源來(lái)使用，而且可以實(shí)現(xiàn)光子糾纏操縱。

就用途來(lái)說(shuō)，這臺(tái)光量子計(jì)算原型機(jī)只能用來(lái)做玻色取樣。而無(wú)法像經(jīng)典計(jì)算機(jī)那樣實(shí)現(xiàn)通用計(jì)算。

基于超導(dǎo)量子處理器的線性方程解法演示

另一臺(tái)基于低溫超導(dǎo)系統(tǒng)的原型機(jī)其實(shí)也是專用機(jī)，只能用來(lái)做線性方程組求解。

因此，現(xiàn)階段的量子計(jì)算機(jī)還只是專用機(jī)，通用性還是非常有限的。

想要秒殺神威太湖之光還有很長(zhǎng)的路要走

量子計(jì)算是一種基于量子效應(yīng)的新型計(jì)算方式。基本原理是以量子位作為信息編碼和存儲(chǔ)的基本單元，通過(guò)大量量子位的受控演化來(lái)完成計(jì)算任務(wù)。由于量子計(jì)算一次演化相當(dāng)于完成了2的N次方個(gè)數(shù)據(jù)的并行處理，這就是量子計(jì)算機(jī)相對(duì)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)。

中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)白春禮院士曾表示：使用億億次的天河二號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)求解一個(gè)億億億變量的方程組，所需時(shí)間為100年。而使用一臺(tái)萬(wàn)億次的量子計(jì)算機(jī)求解同一個(gè)方程組，僅需0.01秒。

因此，量子計(jì)算機(jī)極大超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的超并行計(jì)算能力，在核爆模擬、密碼破譯、材料和微納制造等領(lǐng)域具有突出優(yōu)勢(shì)，是新概念高性能計(jì)算領(lǐng)域公認(rèn)的發(fā)展趨勢(shì)。

雖然量子計(jì)算機(jī)潛力巨大，但因?yàn)槠渚薮蟮臐摿?，就稱“IBM量子計(jì)算機(jī)秒殺神威太湖之光”就不太妥當(dāng)了。

神威太湖之光

首先，IBM的量子計(jì)算機(jī)還有待進(jìn)一步完善，神威太湖之光卻是非常成熟的超算。量子計(jì)算機(jī)要想超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)，必須達(dá)到50個(gè)邏輯比特水平。而IBM只是研發(fā)出了50個(gè)物理比特的原型機(jī)，何況目前這個(gè)50個(gè)物理比特的樣品也還沒(méi)有測(cè)試結(jié)果，因而IBM還有一段路要走。

其次，目前的量子計(jì)算機(jī)只能解決特定的幾個(gè)問(wèn)題，通用性非常有限，明顯遜色于神威太湖之光。

要建成比經(jīng)典計(jì)算機(jī)性能更好的通用量子計(jì)算機(jī)，必須要達(dá)到50個(gè)邏輯比特，而從大家的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展來(lái)看，實(shí)現(xiàn)多物理比特的任意糾纏會(huì)隨著比特?cái)?shù)上升，技術(shù)難度呈現(xiàn)指數(shù)上升的趨勢(shì)。目前，國(guó)際上沒(méi)有一家機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)一位邏輯比特的編碼，就現(xiàn)今的技術(shù)水平而言，成功研發(fā)通用量子計(jì)算機(jī)還較為遙遠(yuǎn)。正是因此，目前的量子計(jì)算機(jī)都是專用機(jī)，只能用來(lái)解決特定問(wèn)題。

作為對(duì)比，神威太湖之光則具有較好的通用性，可以運(yùn)行大量的應(yīng)用。而且已經(jīng)有“非線性地震模擬”、“千萬(wàn)核可擴(kuò)展全球大氣動(dòng)力學(xué)全隱式模擬”先后榮獲戈登貝爾獎(jiǎng)，這代表著中國(guó)在超算應(yīng)用上達(dá)到國(guó)際頂尖水平。就解決的問(wèn)題數(shù)量和通用性而言，神威太湖之光明顯處于優(yōu)勢(shì)。

最后，即便建成了50個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)，也僅僅是在特定的計(jì)算問(wèn)題上可以和普通超算比較了。但想要和超算中性能頂尖的神威太湖之光相比還是有一定差距。畢竟全球很多超算的性能尚不足神威太湖之光的百分之一。

即便如此，中外科學(xué)家在量子計(jì)算上取得的技術(shù)成果依然值得稱道。正如剛剛問(wèn)世的火車跑得還不如馬車快，然而火車卻擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?，這是馬車所不具備的。

量子計(jì)算機(jī)與經(jīng)典計(jì)算機(jī)的關(guān)系也是類似。在贊許國(guó)外科研團(tuán)隊(duì)取得技術(shù)突破的同時(shí)，我們也期待國(guó)內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)能取得突破，再次實(shí)現(xiàn)對(duì)美國(guó)的階段性領(lǐng)先。

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