什么是量子霸權(quán)？“九章”長什么樣？(2)

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2020-12-09 19:19:16 新京報(bào)

量子計(jì)算機(jī)可望在一些具有重大社會和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的問題上,，如密碼破譯,、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、材料設(shè)計(jì)、藥物分析等方面，相比經(jīng)典計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)指數(shù)級別的加速。

例如一個非常重要的問題,，因數(shù)分解，就是量子計(jì)算機(jī)有快速算法的例子,。因數(shù)分解的困難性是現(xiàn)在最常用的密碼體系之一RSA的基礎(chǔ),，所以量子計(jì)算機(jī)能快速進(jìn)行因數(shù)分解，就意味著能快速破解密碼,。

Q3：什么叫量子霸權(quán),？

袁嵐峰：隨著量子計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，在特定任務(wù)上,，量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力將會遠(yuǎn)超任何一臺經(jīng)典計(jì)算機(jī),。2012年，美國物理學(xué)家John Preskill將其描述為“量子計(jì)算優(yōu)越性”或稱“量子霸權(quán)”,。

量子霸權(quán)是一個科學(xué)術(shù)語,，跟國際政治無關(guān)。它指的是量子計(jì)算機(jī)在某個問題上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有的計(jì)算機(jī),。由于“霸權(quán)”這個詞讓許多人不太舒服,，現(xiàn)在更經(jīng)常把它稱為“量子優(yōu)越性”。

Q4：什么叫高斯玻色取樣,？

袁嵐峰：任何計(jì)算機(jī)都需要一定的物理體系來實(shí)現(xiàn),，例如經(jīng)典計(jì)算機(jī)可以用電子管、晶體管或集成電路,。同樣的,，量子計(jì)算機(jī)也有不同的物理體系。“九章”使用的是光子,。量子力學(xué)中的粒子分為費(fèi)米子和玻色子,，光子屬于玻色子。

玻色取樣是一種適合用來展示量子計(jì)算優(yōu)越性的任務(wù),，大致可以理解為,，一個光路有很多個出口，問每一個出口有多少光出去,。

由于光的波動性,，光子的不同路徑之間可以相互疊加，也可以相互抵消,，使得玻色取樣的結(jié)果在數(shù)學(xué)上非常復(fù)雜,。在面對這樣的難題時(shí)，玻色取樣裝置就有了用武之地,，這是一種“光量子計(jì)算機(jī)”,。

傳統(tǒng)的玻色取樣輸入的是一個個獨(dú)立的光子,。高斯玻色取樣的意思是,，“九章”輸入的不是有確定光子數(shù)的光波，而是一團(tuán)團(tuán)相互關(guān)聯(lián)的“量子光波”,。它們是不同光子數(shù)的疊加態(tài),，叫作“壓縮光”。這樣可以提高實(shí)驗(yàn)效率,。

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