中国再破世界纪录!全世界卡了几十年的死局,被中国一招破解
作品声明:个人观点、仅供参考
文 | 硬核知识观
编辑 | 沐沐
序
全球最强超级计算机计算一道数学难题需要10的42次方年。
而中国有一台机器,完成同样的计算只需要25微秒,连眨眼的功夫都嫌漫长,它已经得出了答案。
国际学术界看到这份数据,整整压了三天才正式发布,不是不敢相信,而是这个突破实在太过震撼。
这个东西是什么呢?

中国量子计算再破纪录
这台机器叫九章四号,它不靠电力驱动,不依赖传统芯片,运行的核心是光——一束连肉眼都无法捕捉的光子,却能同时穿越3050条宇宙级别的计算迷宫,每一条路径都指向一个可能的答案。
IBM耗费十年深耕,谷歌投入数十亿资金布局这条赛道,而中国选择的光子路线,直接将他们甩在了身后。
更值得关注的是,这还远不是终点。

科研团队透露,真正的目标是打造能够破解当前所有密码体系的通用量子计算机,这句话足以让全球情报界彻夜难眠。
九章四号究竟是什么原理?它能做什么?又将如何改变世界?
信息来源:北青网


九章四号的原理
要理解这台机器的意义,要明白一个基本事实,我们现在使用的传统电脑,本质上是一个速度极快的“笨蛋”。
这不是贬低,它确实运算飞快,但处理问题的方式与我们小时候做选择题没有区别,必须一个选项一个选项地尝试,错了退出来再试下一个。
遇到真正复杂的问题,哪怕算到宇宙热寂也未必能得出结果。

量子计算机完全不同,它可以同时处于0和1的叠加态,走同一个迷宫,所有路径同时开启,瞬间就能找到出口。
而九章四号走得更远,它使用的是光子——光的最小粒子,速度逼近光速,可以同时穿越8176条不同的计算路径。

3050个光子同步工作,意味着它同时处理的量子状态数量,多到连宇宙中所有原子加起来都无法计数。
但有一个难题几乎困住了全世界的研究者:光子太容易丢失。
信息来源:大腕新闻

突破困难
光子进入光学网络后会不断产生损耗,系统规模越大,这个问题就越致命。
一旦损耗累积到一定程度,最终输出的结果连参考价值都没有。
过去几十年,全球实验室试图突破这个瓶颈,几乎无一例外走进了死胡同,所有人都停在那道无形的墙前,无人能够跨越。

九章四号采用了一套全新的架构——可编程时空混合编码。
原理听起来复杂,本质上是让光子同时在时间和空间两个维度上发生干涉,相当于给光子开辟了一条双向八车道的超级高速公路,既保证速度又不会“迷路”。

最终九章四号将系统总效率提升到了51%,这个数字目前全球没有第二家实验室能够达到。
而且,回顾九章系列的发展历程,每一代都在重新定义“可能性”这个词的边界。
“可能性”
2020年,九章一号实现76个光子操纵;2021年,九章二号问世,规模直接翻番;2023年,九章三号达到255个光子;到了2026年,九章四号直接跃升到3050个光子,每一代提升约十倍。

而算力的增长是指数级的,不是简单的翻倍,而是每次都打开了一个全新的维度。
就在今年5月13日,这项成果正式发表在国际顶级学术期刊《自然》上,由潘建伟、陆朝阳领衔的中国科大团队联合国内多家科研机构共同完成。
目前九章四号还是一台专用量子计算机,只擅长解决一类叫做高斯玻色采样的特定数学难题。

打个比方,就像把几千颗弹珠同时扔进一张错综复杂的钉板,每一颗都在无数岔路中随机弹跳,最终落点的概率分布就是它要计算的内容。
这类问题对超级计算机来说是噩梦,需要10的42次方年才能完成,而九章四号只用25微秒就搞定了。
这有什么实际意义?比大多数人想象的更加深远。

新药研发一直是人类科技的重大难题,因为候选分子的数量是天文数字,逐一验证需要几十年时间。
九章四号能够大幅压缩这个过程,未来我们服用的某种药物,很可能就是量子计算机在几秒钟内从数亿个分子中筛选出来的。
除此之外,在材料科学、密码分析、人工智能训练等领域,量子计算都将带来革命性的突破。

结语
站在今天回望,中国量子计算的每一步都走得扎实而坚定。
从跟跑到并跑,再到今天的领跑,这背后是几代科研人员的默默付出。
九章四号的突破,不仅仅是一个技术指标的刷新,更是人类向未知领域探索的又一大步。
当然,我们也要清醒地认识到,距离通用量子计算机还有很长的路要走,但至少,我们已经站在了正确的赛道上,并且走在了世界的前列。
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