量子計(jì)算機(jī)迎發(fā)展新革命 中國(guó)量子計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展分析2023

• 劉明月 2023年8月14日 來(lái)源：中研研究院 759 45
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量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展不僅對(duì)科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新有著重要的意義，也對(duì)國(guó)家安全和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)有著深遠(yuǎn)的影響。數(shù)據(jù)顯示，2031年到2042年，量子計(jì)算機(jī)將在模擬、搜索和運(yùn)算中執(zhí)行高級(jí)功能，實(shí)現(xiàn)各類商業(yè)應(yīng)用，對(duì)比經(jīng)典計(jì)算機(jī)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。到2027年，全球量子計(jì)算機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)

中國(guó)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“祖沖之”

中國(guó)科學(xué)院物理研究所的研究團(tuán)隊(duì)宣布，超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“祖沖之”在執(zhí)行一個(gè)名為量子近似優(yōu)化算法的任務(wù)時(shí)，比谷歌的量子計(jì)算機(jī)“西摩爾”快了10億倍。這一算法可以用于解決組合優(yōu)化問(wèn)題，例如旅行商問(wèn)題、圖著色問(wèn)題等，它們?cè)谶\(yùn)籌學(xué)、密碼學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展不僅對(duì)科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新有著重要的意義，也對(duì)國(guó)家安全和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)有著深遠(yuǎn)的影響。一些分析人士認(rèn)為，量子計(jì)算機(jī)有可能破解現(xiàn)有的加密系統(tǒng)，從而對(duì)全球的金融市場(chǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全和軍事情報(bào)造成巨大的威脅。因此，許多國(guó)家都在加緊投入資源和人才，以爭(zhēng)奪量子計(jì)算機(jī)的領(lǐng)先地位。

量子計(jì)算機(jī)最新進(jìn)展

谷歌最新研發(fā)的量子計(jì)算機(jī)Sycamore升級(jí)版本的突破性表現(xiàn)，引起了廣泛關(guān)注。據(jù)英國(guó)《每日電訊報(bào)》報(bào)道，這款革命性量子計(jì)算機(jī)令人震驚地在瞬間完成了傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)需要47年才能完成的計(jì)算任務(wù)。這一突破展示了實(shí)驗(yàn)性量子計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大潛力，以及它們?nèi)绾纬絺鹘y(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)的性能。這項(xiàng)研究結(jié)果已經(jīng)在預(yù)印本服務(wù)器arXiv上發(fā)表，為量子計(jì)算的未來(lái)發(fā)展帶來(lái)了更加扣人心弦的展望。

對(duì)于這次實(shí)驗(yàn)，谷歌的研究團(tuán)隊(duì)利用了他們最新改進(jìn)的量子計(jì)算機(jī)Sycamore的升級(jí)版本。這款計(jì)算機(jī)擁有70個(gè)量子比特，并且其處理器性能比前一代提高了超過(guò)2.41億倍。這一突破也意味著量子計(jì)算機(jī)在處理速度和計(jì)算能力方面再次取得了突破性的進(jìn)展。

量子計(jì)算機(jī)迎發(fā)展新革命

在最近發(fā)表在《自然物理學(xué)》雜志上的一篇論文中，美國(guó)加州理工學(xué)院(Caltech)電子工程和應(yīng)用物理學(xué)助理教授Mohammad Mirhosseini展示了其實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的一種新方法，可以有效地將電量子態(tài)轉(zhuǎn)換為聲音，反之亦然。研究人員表示，這種類型的轉(zhuǎn)換可能允許存儲(chǔ)由未來(lái)的量子計(jì)算機(jī)準(zhǔn)備的量子信息。

據(jù)介紹，這種新方法通過(guò)將電量子態(tài)轉(zhuǎn)化為聲音來(lái)存儲(chǔ)量子信息。該方法利用了聲子，相當(dāng)于光子這種光粒子的聲音。而在量子力學(xué)中，所有的波都是粒子，反之亦然。該實(shí)驗(yàn)研究利用聲子來(lái)存儲(chǔ)量子信息，因?yàn)橹圃炷軌虼鎯?chǔ)這些機(jī)械波的小型設(shè)備相對(duì)容易。

中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2022-2027年中國(guó)量子計(jì)算機(jī)行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研與投資風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示

數(shù)據(jù)顯示，2031年到2042年，量子計(jì)算機(jī)將在模擬、搜索和運(yùn)算中執(zhí)行高級(jí)功能，實(shí)現(xiàn)各類商業(yè)應(yīng)用，對(duì)比經(jīng)典計(jì)算機(jī)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。到2027年，全球量子計(jì)算機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到107億美元。

中國(guó)量子計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展分析2023

日前，中國(guó)科大研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了66比特可編程超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“祖沖之號(hào)”，是目前全球僅有的2臺(tái)完成了“量子計(jì)算優(yōu)越性”里程碑實(shí)驗(yàn)的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)之一。主要服務(wù)于重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，難以滿足外部體驗(yàn)和使用的需要。

2023年2月12日，本源量子的4臺(tái)“中國(guó)造”量子計(jì)算機(jī)亮相安徽合肥，并首次向中國(guó)公民免費(fèi)開(kāi)放參觀。2023年3月9日，據(jù)日本東京電視臺(tái)報(bào)道，日本理化學(xué)研究所開(kāi)發(fā)的第一臺(tái)日本國(guó)產(chǎn)量子計(jì)算機(jī)將于3月27日投入使用。

北京量子信息科學(xué)研究院在2023中關(guān)村論壇正式發(fā)布“Quafu”量子計(jì)算云平臺(tái)，成為十項(xiàng)重大科技成果之一。這一全鏈條(全棧式)自研的量子計(jì)算云平臺(tái)搭載三枚自研超導(dǎo)量子芯片，單芯片最大比特?cái)?shù)達(dá)到136，同時(shí)測(cè)控精度高，最高可以實(shí)現(xiàn)18量子比特的全局糾纏，目前這一計(jì)算性能已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。目前，量子計(jì)算云平臺(tái)已在包括金融等領(lǐng)域初步應(yīng)用測(cè)試，今后有望在物流、材料、機(jī)器學(xué)習(xí)、藥物研發(fā)、保密通信等更多領(lǐng)域開(kāi)展實(shí)際應(yīng)用。

量子計(jì)算機(jī)擁有強(qiáng)大的量子信息處理能力，對(duì)于海量的信息，能夠從中提取有效的信息進(jìn)行加工處理使之成為新的有用的信息。量子信息的處理先需要對(duì)量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行儲(chǔ)存處理，之后再對(duì)所給的信息進(jìn)行量子分析。運(yùn)用這種方式能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)天氣狀況，目前計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)的天氣狀況的準(zhǔn)確率達(dá)75%，但是運(yùn)用量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行預(yù)測(cè)，準(zhǔn)確率能進(jìn)一步上升，更加方便人們的出行。

量子計(jì)算機(jī)項(xiàng)目對(duì)圍繞人工智能方面的計(jì)劃項(xiàng)目部署進(jìn)行了整體安排，形成“1+N”的人工智能項(xiàng)目群，包括大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智能制造、機(jī)器人、量子計(jì)算、量子通信、腦科學(xué)等等。新一代人工智能重大科技項(xiàng)目，將和這些已經(jīng)安排的項(xiàng)目任務(wù)，共同形成了國(guó)家人工智能研發(fā)的總體布局。

為了將高性能的量子計(jì)算機(jī)真機(jī)開(kāi)放給社會(huì)，多方合作、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的新一代量子計(jì)算云平臺(tái)項(xiàng)目因此誕生。該量子計(jì)算云平臺(tái)由量子創(chuàng)新研究院提供“祖沖之號(hào)”同款量子計(jì)算芯片，國(guó)盾量子提供測(cè)控設(shè)備等硬件設(shè)施，與中電科十六所、中科弧光量子等合作研制開(kāi)發(fā)了關(guān)鍵核心器件、國(guó)產(chǎn)量子程序編譯語(yǔ)言和軟件，并承擔(dān)整機(jī)和云平臺(tái)系統(tǒng)的搭建及運(yùn)維工作。

未來(lái)量子計(jì)算機(jī)行業(yè)投資前景，可以點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2022-2027年中國(guó)量子計(jì)算機(jī)行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研與投資風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)報(bào)告》。量子計(jì)算機(jī)行業(yè)報(bào)告由中研普華行業(yè)分析專家領(lǐng)銜撰寫，主要分析了行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模、發(fā)展現(xiàn)狀與投資前景，同時(shí)對(duì)行業(yè)的未來(lái)發(fā)展做出科學(xué)的趨勢(shì)預(yù)測(cè)和專業(yè)的行業(yè)數(shù)據(jù)分析，幫助客戶評(píng)估量子計(jì)算機(jī)行業(yè)投資價(jià)值。

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