“人造太陽”和“量子霸權”！
來源公眾號：平原公子
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最近總是感覺有點不真實。
首先是嫦娥五號在月球上豎起了五星紅旗，還載著兩千克月球土壤準備返回家鄉。
然后是中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中科院上海微系統所、國家并行計算機工程技術研究中心合作，構建了76個光子的量子計算原型機“九章”。求解數學算法高斯玻色取樣只需200秒，而目前世界最快的超級計算機要用6億年。九章的計算速度，比去年谷歌發布的量子計算機“懸鈴木”快一百億倍。
接下來又是新一代“人造太陽”裝置——中國環流器二號M裝置（HL-2M）在成都建成并實現首次放電，標志著中國自主掌握了大型先進托卡馬克裝置的設計、建造、運行技術。
嫦娥號的故事倒不是那么驚奇，但量子計算和人造太陽，卻是真正讓我們有望爭雄未來的事業。一個相當于無窮的能源，一個相當于無窮的算力。
先說“人造太陽”，中國環流器二號M裝置是我國目前規模最大、參數最高的先進托卡馬克裝置，是我國新一代先進磁約束核聚變實驗研究裝置，采用更先進的結構與控制方式，等離子體體積達到國內現有裝置2倍以上，等離子體電流能力提高到2.5兆安培以上，等離子體離子溫度可達到1.5億度，能實現高密度、高比壓、高自舉電流運行，是實現我國核聚變能開發事業跨越式發展的重要依托裝置。
這個東西，最終追求的是“可控核聚變”，目前我國的托卡馬克磁約束技術領先世界，但離真正的輸出能量大于輸入能量還有相當的距離，但是我們也是全世界唯一在向著這個方向穩步推進的國家了。
在HL-2M這樣大的裝置里對持續10秒級別的超高溫等離子體的磁現象、流體不穩定性、約束湍流等進行研究，具有重大意義。我們可以暢想一下，未來如果我們擁有近乎無限的清潔能源，這個世界將會有多么波瀾壯闊的改變？
關于“九章”量子計算機，我要說點“陰陽怪氣”的話：
眾所周知，中國這個量子計算機才76個量子比特，也就比谷歌家的強一百億倍，還晚了一年，說難聽的，夠干點啥呀？
眾所周知，只要是中國掌握了的技術，馬上就會變成不值錢的“落后技術”。比如超算、大火箭、電磁炮、高溫超導、特高壓輸電、5G、高鐵、新能源……
“九章”問世，量子計算機瞬間退出“高科技”行列。
從此以后，量子計算就是“夕陽行業”。
世界上“先進技術”越來越少了，都怪中國人。
量子計算機的原理其實并不是那么科幻，傳統計算機利用的就是電路原理，斷開還是連接，表示一個0或1的邏輯關系，通過半導體晶體管組成各種“與或非門”，傳統計算機想要計算力強大，就要堆積晶體管，在更小的尺寸上堆積更多的晶體管，但是如果尺寸太小，密度太大，就會遇到“量子隧穿效應”，電子無視邏輯關系而穿過開關……這個邏輯門也就失效了。
量子計算機是利用量子比特來組成邏輯關系，比如說，光量子可以在水平或垂直方向上被“極化”，這就是“0”和“1”。在量子世界中，量子比特存在“多狀態疊加”，“0”和“1”同時存在，當你用光子探測器去探測它時，它又會坍縮為其中之一，跌落到“0”或者“1”的一種確定狀態。
這就牛逼了你知道嗎？
對于2比特來說，在某一時刻，它只能表示00、10、01、11這四種可能性的一種可能；而量子計算由于疊加性，就可以寫成。
傳統4比特的編碼有16種可能組合，但只能選擇一種，而量子比特的16種組合是同時存在的，1臺n位的量子計算機等于 2的n次方臺n位的傳統計算機并行計算。因為量子的疊加性，隨著比特數增加，信息的存儲量和運行速度會成指數增加。
說得科幻點，如果根據“多世界理論”，就好比量子計算機是靠無限個平行世界聯網的計算機一起計算……
雖然說這個九章量子計算機暫時還不能編程，也只能做一定的特殊的計算，比如暴力破解密鑰之類，但是我們也要看到，它依舊是了不起的突破。
根據現有理論，“九章”量子計算系統處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍（“九章”一分鐘完成的任務，超級計算機需要大約一億年）。等效地，其速度比去年谷歌發布的53個超導比特量子計算原型機“懸鈴木”快一百億倍。這一成果使得我國成功達到了量子計算研究的第一個里程碑：量子計算優越性（國外也稱之為“量子霸權”），相關論文于12月4日以“First Release”形式在線發表于國際學術期刊Science。
諸位，是不是明顯感覺到世界在改變？
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