1981 年，著名物理學(xué)家費(fèi)曼觀察到基于圖靈模型的普通計(jì)算機(jī)在模擬量子力學(xué)系統(tǒng)時(shí)遇到的諸多困難，進(jìn)而提出了經(jīng)典計(jì)算機(jī)模擬量子系統(tǒng)的設(shè)想。當(dāng)量子物理與計(jì)算機(jī)器狹路相逢，1985年，通用量子計(jì)算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。

自此，量子力學(xué)進(jìn)入了快速轉(zhuǎn)化為真正的社會(huì)技術(shù)的進(jìn)程，人類在量子計(jì)算應(yīng)用發(fā)展的道路上行進(jìn)的速度也越來越快。

2019年，谷歌率先宣布實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”（“量子優(yōu)越性”），一把把量子計(jì)算推入公眾視野，激起量子計(jì)算領(lǐng)域的千層浪。2020年，中國團(tuán)隊(duì)宣布量子計(jì)算機(jī)“九章”問世，挑戰(zhàn)谷歌“量子霸權(quán)”實(shí)現(xiàn)算力全球領(lǐng)先。

“九章”作為一臺(tái)76個(gè)光子100個(gè)模式的量子計(jì)算機(jī)，其處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“富岳”快一百萬億倍。史上第一次，一臺(tái)利用光子構(gòu)建的量子計(jì)算機(jī)的表現(xiàn)超越了運(yùn)算速度最快的經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)。

同時(shí)，“九章”也等效地比谷歌去年發(fā)布的53個(gè)超導(dǎo)比特量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)“懸鈴木”快一百億倍。這一突破使我國成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”的國家，并將量子計(jì)算研究推進(jìn)下一個(gè)里程碑。

現(xiàn)在，通過和悉尼大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)緊密合作，微軟已經(jīng)成功開發(fā)出了具有前瞻性的量子計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。這個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)低溫量子控制平臺(tái)，使用專門的 CMOS 電路來接受數(shù)字輸入，并產(chǎn)生許多并行的 qubit 控制信號(hào)。

為這個(gè)控制平臺(tái)提供動(dòng)力的芯片被稱為 Gooseberry。這個(gè)團(tuán)隊(duì)還首創(chuàng)了通用的低溫計(jì)算核心。這個(gè)核心可以完成確定發(fā)送給 Gooseberry 的指令所需的經(jīng)典計(jì)算，而Gooseberry 則將電壓脈沖饋送給 qubits。

研究人員認(rèn)為，Gooseberry 和低溫計(jì)算核心都代表了量子計(jì)算的一大進(jìn)步，而這些概念同時(shí)得到其他科學(xué)家的同行評(píng)議和驗(yàn)證。但在實(shí)現(xiàn)有意義的量子計(jì)算機(jī)之前，研究人員還需要更多的飛躍。

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