-
中国量子计算原型机“九章”问世,外国专家披露背后趣事
【文/观察者网 童黎】给领先全球的科研成果取名“九章”,中国科学家再次玩起“中式浪漫”,既纪念中国古代最早的数学专著《九章算术》,也致敬过去20年的努力。
观察者网注意到,中科大潘建伟院士的量子计算原型机研究团队中,既有28岁当上教授的中坚力量,也不乏97年的后生。
而为《科学》杂志审核这篇论文的外国专家,还发文披露了与中国团队之间的有趣互动,感慨“这是迄今为止我写过最昂贵的审稿报告”。他同时对中国科学家寄来200只口罩,表示感谢。
图自新华网
快过“悬铃木”,“九章”后来居上
北京时间12月4日,国际学术期刊《科学》网站刊登中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作成果。
他们构建了76个光子的量子计算原型机“九章”,实现了具有实用前景的“高斯玻色取样”任务的快速求解。
“九章”的厉害之处在哪儿?
2019年,谷歌推出53个超导量子比特的计算机“悬铃木”,对一个数学算法的计算效率远超当时世界最快的超级计算机,率先实现了“量子优越性”(quantum supremacy,国外也称之为“量子霸权”)。
而“九章”让中国成为了全球第二个实现“量子优越性”的国家,并且后来居上。
据新华社报道,高斯玻色取样是一个计算概率分布的算法,可用于编码和求解多种问题。当求解5000万个样本的高斯玻色取样问题时,“九章”需200秒,目前世界上最快的超级计算机“富岳”则需6亿年。
中科大新闻稿还指出,根据目前最优的经典算法,“九章”对于处理高斯玻色取样的速度比超级计算机“富岳”快100万亿倍,等效地比谷歌的“悬铃木”快100亿倍。
同时,通过高斯玻色取样证明的量子计算优越性不依赖于样本数量,克服了谷歌53比特随机线路取样实验中量子优越性依赖于样本数量的漏洞。
图自新华网
图自文汇网
不过,潘建伟团队的光量子计算机和谷歌的超导量子计算机实现“量子优越性”的途径不同,各有所长。
尤其,国际同行公认,量子计算机领域有三个指标性的发展阶段:发展具备50-100个量子比特的高精度专用量子计算机,实现计算科学中“量子计算优越性”的里程碑;将量子模拟机用于解决一些超级计算机无法胜任、具有重大实用价值的问题,比如量子化学、新材料设计、优化算法等;研制可编程的通用量子计算原型机。
目前,“九章”刚刚帮助我国达成第一个里程碑,是一台专用型量子计算机,和“悬铃木”一样只能用来解决一个特定问题。而在图论、机器学习、量子化学等领域的潜在应用,将是“九章”后续发展的重要方向。
潘建伟今年表示,“希望能够通过15年到20年的努力,研制出通用的量子计算机,来解决密码分析、药物设计等很多非常广泛的问题。”
试验“太烧钱”、寄来200只口罩……美专家披露有趣互动
观察者网注意到,潘建伟团队可以说非常年轻。其中,80后的陆朝阳早在28岁时,就成为了中科大最年轻的教授。
另据《知识分子》披露,排在论文作者栏前列的钟翰森为95年出生,王辉是91年出生,陈明城90年出生,邓宇皓则生于97年。
视频截图
作为《科学》杂志的审稿人之一,美国得克萨斯大学奥斯汀分校广受尊敬的量子计算机科学家斯科特·亚伦森(Scott Aaronson),在“九章”论文发布当天,通过博客分享了他对这一研究成果的评价,以及他与中国科学家们的有趣互动。
亚伦森曾在麻省理工学院执教9年。更重要的是,他是高斯玻色取样的共同提出者。
博客文章截图
他认为,76个光子的量子计算原型机“九章”“达到并超过了经典超级计算机可以验证结果的极限”。
他说,一年前,这个研究小组刚刚宣布完成14个光子玻色取样任务。这是继去年谷歌成果之后,第二次实现“量子优越性”,也是第一次通过光量子而非超导量子比特实现,亚伦森对此感到“高兴”。
一直以来,耶鲁大学和耶路撒冷希伯来大学教授、数学家吉尔·凯拉伊(Gil Kalai)都对量子计算机和“量子优越性”持怀疑态度。“九章”官宣后,亚伦森在博文中特别点名了凯拉伊。
因为在2013年和2015年,凯拉伊曾在这个博客留下评论,说玻色取样规模永远不会超过8到10个光子:“如果外星人逼我们尝试,那我们唯一的希望将是攻击外星人。”
与此同时,亚伦森在文中欲扬先抑地表达了他看到“九章”后的感受。
亚伦森
因为不少专业人士提出,想通过玻色取样实现“量子霸权”是个死胡同,困难重重。尤其在谷歌首先借助超导量子比特验证“量子优越性”之后,亚伦森也不清楚还会不会有人做这种尝试。
“即使在一年前得知潘建伟团队的研究计划后,我还是持怀疑态度,想着等到看见论文,我就会相信了。”
至于谷歌在一年前就宣布了“量子霸权”,这个新实验的意义是什么?亚伦森表示,对他来说,“量子霸权”至少要验证两次才行。而且,这是首次通过光子证明“量子优越性”的可能性。最后,正如论文所指出的,与谷歌相比,新实验有一个很大的技术优势:输出态空间维数大幅提高,其能力是IBM此前为反驳谷歌成果所提出的经典计算机替代办法也难以做到的。
最后,亚伦森还讲述了两个有趣的背后故事。
他曾经问作者,为什么实验只验证到26-30个光子,超过这范围的就通过合理推断解释?因为现有的计算机应该能验证到40-50个光子。
几周后,作者回复说,他们现在已经验证了40个光子的结果,其间消耗的超级计算机运行时间价值40万美元,所以他们决定就此打住。
“这是迄今为止我写过最昂贵的审稿报告!”亚伦森开玩笑说。
博客文章截图
有意思的是,有网友在博文下留言称,更希望团队只验证26-30个光子的结果,这样其他人还能通过模拟30个光子以上的结果来提出质疑。
亚伦森回复并提醒网友,要是真有人想通过这样的方式提出异议,那么论文里还是有很多其他结果可供他方验证。
博客截图
也就是说,潘建伟团队给同行留下了验证“九章”实验结果的余地。即便可能与超级计算机验证“太烧钱”有关,但这也是一种自信。
另据文汇网报道,潘建伟团队通过与国家并行计算机工程技术研究中心合作,在超级计算机上对“九章”所获得的先期结果进行验证,从简单开始,直至复杂到超算难以胜任——如果少光子结果都可得到印证,那么同一个装置的多光子结果也将是可信的。
陆朝阳说,“10个、20个光子的时候,结果都能对得上,到40个光子的时候超算就比较吃力了,而‘九章’一直算到了76个光子。”另一方面,超算的耗电量太大,计算40个光子时需要电费200万元,41个光子需要400万元,42个光子需要800万元,推算下去将是天文数字。
这也从侧面反映了“九章”与传统超算之间的巨大差异。
最后,在美国暴发新冠疫情,中国口罩很充足,但在美国几乎买不到的时候,陆朝阳主动给亚伦森寄了200个口罩。
“我不认为这有影响我后来的审稿,但我还是很感激。”亚伦森再次调侃说,并热烈祝贺整个团队所取得的成就。
标签 量子计算机- 责任编辑: 童黎 
-
台湾送“温暖”去了:买200瓶澳大利亚红酒
2020-12-04 22:20 台湾 -
刘鹤与欧委会执行副主席、中欧经贸高层对话欧方主席东布罗夫斯基斯通话
2020-12-04 21:08 -
中国首次成为英国最大进口来源国
2020-12-04 21:06 不列颠 -
澳国防部回应“假肢当酒杯”:军方正在调查
2020-12-04 21:00 -
美退役上将:我怕一夜起来台湾已“生米煮成熟饭”
2020-12-04 20:54 美国政治 -
美众议院通过《外国公司问责法案》,证监会回应
2020-12-04 19:45 -
NASA聘请一私企在月球“挖土”,报酬1美元
2020-12-04 19:25 美国一梦 -
美英抢批疫苗抢出“民族主义情绪”,福奇赶紧道歉
2020-12-04 18:48 新冠肺炎抗疫战 -
驻日美军在关东“画了一个圈”
2020-12-04 16:44 日本 -
胡锡进回击辱华美议员:中国形成文明时,你们的祖先还是猴
2020-12-04 16:42 美国政治 -
今早,“伊万卡入狱”冲上推特热搜
2020-12-04 16:22 美国政治 -
加方要求删除孟晚舟案中对美加不利证词,外交部回应
2020-12-04 16:07 华为 -
伊朗外长:若美欧遵守核协议将释放善意,但重新谈判没门
2020-12-04 16:01 伊朗局势 -
又来?他称“美国头号威胁是中国”
2020-12-04 14:40 中美关系 -
以色列前情报官员:被暗杀的伊朗核物理学家曾参观朝鲜三次核试验
2020-12-04 14:17 伊朗局势 -
法国严查76座清真寺,包含儿童读经学校
2020-12-04 13:31 法国见闻 -
拜登:我上任后,所有美国人先戴100天口罩
2020-12-04 11:52 新冠肺炎抗疫战 -
多名旅客持阴性报告自英赴华后确诊新冠,中使馆紧急通知
2020-12-04 11:27 新冠肺炎抗疫战 -
拜登:已邀福奇留任,还有个新职务
2020-12-04 10:32 新冠肺炎抗疫战 -
737 MAX刚公开复飞,这家廉航就来下大单
2020-12-04 10:29 波音危机
相关推荐 -
嫦娥六号成功发射!开启人类首次月球背面取样之旅 评论 241“美军还没撤,俄军就把这里占了” 评论 207土耳其暂停与以色列所有贸易 评论 137菲律宾称在黄岩岛已越过红线?中方回应 评论 177以色列警告美国:一旦逮捕令下发,我们就对它动手 评论 235最新闻 Hot
-
“这样拆掉中国设备,许多农村就没网了”
-
果然,印度和日本破防了
-
“美军还没撤,俄军就把这里占了”
-
“北约发这种提案,简直疯了”
-
土耳其暂停与以色列所有贸易
-
以色列警告美国:一旦逮捕令下发,我们就对它动手
-
拜登竟称:中俄印日经济“表现不好”,是因为他们“排外”…
-
“白宫‘对华减税派’已被压倒,如今一切为了选举”
-
菲律宾称在黄岩岛已越过红线?中方回应
-
“南方国家赶上美国,杀手锏正是中国电动汽车”
-
马克龙再谈“向乌克兰派兵”
-
涉及俄罗斯,美国又对中企下黑手
-
“美国威胁沙特:保留中国技术,就不帮你发展半导体”
-
德国外长炒作:这两国比我们更能感受到中国“狂风”
-
哥伦比亚要与以色列断交:巴勒斯坦亡了,人类就亡了
-
“这是美国自信心下降的表现”
-