本文转载自微信公众号“风云之声”（ID：fyvoice） ， 原文首发于2020年12月4日 ， 原标题为《中国量子计算机“九章”刷屏 ， 袁岚峰为你解读原理》 ， 不代表瞭东方观点 。
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导读
中国科学技术大学的潘建伟、陆朝阳等人实现了“量子计算优越性”里程碑 ， 比目前最快的超级计算机快一百万亿倍！
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2020年12月4日 ， 许多媒体报道了一个量子计算的大成果：中国科学技术大学的潘建伟、陆朝阳等人实现了“量子计算优越性”里程碑 ， 比目前最快的超级计算机快一百万亿倍！（比最快的超级计算机快一百万亿倍！中国科学家实现“量子计算优越性”里程碑 ）具体地说 ， 他们构建了一台76个光子100个模式的量子计算机 ， 叫做“九章” ， 它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍 。 也就是说 ， “九章”一分钟完成的任务 ， 超级计算机需要一亿年 。
这些话是什么意思呢？大多数人恐怕断句都困难 。 有不少媒体来采访我 ， 我告诉他们 ， 这里的基本原理在我以前的文章中都已经讲过了 。
最近我正在写一个量子信息科普系列文章 ， 刚好要写到量子计算机的进展 。 这个新闻 ， 就是这方面的一个里程碑 。
在这里先稍微解释几句 ， 如果想了解更详细的原理 ， 欢迎去读我的文章 。
一 ， 量子力学是物理学的一个基础理论 。 跟它相对的牛顿力学 ， 被称为经典力学 。 对微观世界的正确描述一定要用量子力学 ， 如果用经典力学就会犯错 。
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量子信息学科内容
二 ， 量子计算机是用量子力学原理制造的计算机 ， 目前还处于很初步的阶段 。 相应的 ， 现有的我们在用的计算机被称为经典计算机 。
三 ， 量子计算机有希望远远超过经典计算机 ， 就像这里说的 ， 超过一百万亿倍之类 。
四 ， 量子计算机之所以能超过经典计算机 ， 是因为它用到量子力学的三大奥义：叠加、测量和纠缠 。 这三大奥义的意思 ， 请参见我的文章 。
五 ， 量子计算机并不是对所有的问题都超过经典计算机 ， 而是只对某些特定的问题超过经典计算机 ， 因为对这些特定的问题能设计出高效的量子算法 。 对于没有量子算法的问题 ， 例如最简单的加减乘除 ， 量子计算机就没有任何优势 。
六 ， 九章处理的问题 ， 叫做“高斯玻色取样” 。 大致可以理解为 ， 一个光路有很多个出口 ， 问每一个出口有多少光出去 。
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2019年潘建伟和陆朝阳等人关于用玻色子取样寻求实现量子霸权的文章
七 ， 量子计算机在某个问题上超越现有的最强的经典计算机 ， 被称为“量子优越性”或“量子霸权” 。 九章的成果 ， 就是实现了量子优越性 。
八 ， 2019年 ， 谷歌第一个宣布实现了量子优越性 。 他们用的量子计算机叫做“悬铃木” ， 处理的问题大致可以理解为：判断一个量子随机数发生器是不是真的随机 。
九 ， 这两个成果都很重大 ， 不过目前还没有实用价值 。 因为它们处理的问题都很偏门 ， 是专门找了两个最有利于量子计算机的问题来实现量子优越性 。
十 ， 量子计算机能不能处理有实用价值的问题？回答是：能 。 例如一个非常重要的问题 ， 因数分解 ， 就是量子计算机有快速算法的 。 因数分解的困难性是现在最常用的密码体系RSA的基础 ， 所以量子计算机能快速进行因数分解 ， 就意味着能快速破解密码 。
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RSA密码体系的三位发明者
十一 ， 问题只是在于 ， 现有的量子计算机只能分解很小的数 ， 还不足以破解实用的密码 。 所以在实现量子优越性之后 ， 下一个重要的目标就是对一个有实用价值的问题 ， 造出超越经典计算机的量子计算机 。
十二 ， 九章跟悬铃木的区别 ， 一是处理的问题不同 ， 二是用来造量子计算机的物理体系不同 。 九章用的是光学 ， 悬铃木用的是超导 。 这两个没有孰优孰劣 ， 只是不同的技术路线 。
十三 ， 请注意措辞 ， 九章的成果牢固确立了我国在国际量子计算研究中的 “第一方阵”地位 。 这是因为有悬铃木在前 ， 九章毕竟是第二个 ， 所以只是说中国跟美国相差不远 。 而在量子通信方面 ， 我们就不说什么“第一方阵”了 。 因为那里没有方阵 ， 中国明确是世界最先进的！
监制：夏宇
【优越性|“九章”一分钟，超级计算机要一亿年，它为什么那么快？读完你就（可能）懂了...】编辑：顾佳 贇
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