中科大接连破冰，62比特量子计算原型机横空出世，芯片领域新突破

　　最近，我国中科大的芯片研究，接连实现突破，先是研制出新型的隔离电源芯片，其转换效率和功率密度突破新高，然后在微波谐振腔探测半导体量子芯片上，也取得相当重要的进展。其中最让罗叔感兴趣的，就是62比特量子计算原型机，＂祖冲之号＂的问世。
　　还记得2020年的12月，中科大的潘建伟团队，和中科院上海微系统所，还有国家并行计算机，工程技术研究中心合作，一起完成了76个光子的量子计算原型机，＂九章＂，一举让我国成为世界第二个，实现＂量子优越性＂的国家。
　　当时＂九章＂能在200秒内完成，数学算法高斯玻色取样的求解，比全球最快的超级计算机＂富岳＂，快了100万亿倍。然而就在＂九章＂问世5个月后，中科大的潘建伟团队就又一次震惊了世界，他们研究出了，62比特的量子计算原型机，并为了纪念我国古代伟大的数学家，将其命名为＂祖冲之号＂。在＂祖冲之号＂问世之前，谷歌发布的53比特的量子计算机，是世界上比特数最大的量子原型机。
　　而＂祖冲之号＂问世后，谷歌就直接从世界第一的位置上掉了下来，因为＂祖冲之号＂是目前世界上，超导量子比特数字最大的量子计算原型机，可以操纵62个超导量子比特。然后还可以实现可编程的二维量子行走，从潘建伟团队研究成功以后，世界权威学术期刊《科学》也刊登了，中科大的这一研究成果，由此可见＂祖冲之号＂到底有多厉害。
　　有人可能不了解量子计算机是什么，和我们日常用的＂电脑＂有啥不一样。这里罗叔先解释一下，量子计算机虽然也是计算机的一种，但是和人们日常生活中，使用的＂电脑＂不一样。我们普通人使用的，电脑屏幕上的图像和字体，都是通过在硬件电路转换成0和1，从而进行传输运算。
　　但是量子计算机传输信息的方式不一样，电脑利用的是电子，量子计算机却是在利用，原子 离子 光子等物理系统。比如之前的＂九章＂，它就是光量子计算的原型机，量子是目前人类已知的最小的物理单元，和超级计算机相比，量子的计算速度完全是，以＂亿＂为倍数单位的。作为物理上的最小单位，量子也是一种粒子，以目前人类的科技水平，不可能对量子再次进行分割。虽然目前我们肉眼看到的物体都是成型的，但是一旦进入微观世界，你就会发现，我们的每一个动作，甚至是每一次呼吸，都有成千上万亿的量子在运动。
　　科学家在对量子进行研究过后发现，世界上的每一个量子，都具有很大的不确定性。比如一个杯子，当人类从正面来看的话，它是矩形的，但是从另一个方向去看，它就可能是圆形。量子的运行状态和这个道理一样，从不同的方向看过去，量子的运动状态都是不一样的，这就是量子的不确定性。
　　然而科学家却发现，利用这种特性，就可以制作出超导量子计算机。因为一个量子可以同时存在好几种状态，这就相当于给自己创造了无数个分身，所以量子计算机的工作速度，是超级计算机根本达不到的。
　　举一个数学例子，比如要算10的90次方，使用普通的计算机，算出这个结果需要的时间是15年。但是如果用量子计算机去算的话，就只需要几秒的时间，对于科学计算中天文级别的单位，量子计算机对人类的意义不言而喻。
　　对于当今世界上处于领先地位的，＂祖冲之＂号量子原型机来说，它的量子比特数最多，就意味着它的分身是最多的。而罗叔前面提到的可编程的二维量子行走，就有无数种可能，如果你还是不懂的话，罗叔只能这么跟你比喻了。比如说目前我国各大城市都有的，交通拥堵问题，不知道朋友们有没有发现，即使有时地图告诉你哪个地方拥堵了，但是等换路线以后，你会发现自己选择的路也是拥堵的。这就是因为我们目前使用的算法还是不够快，它不能推测出所有拥堵的路段。因为城市每多一个路口，它拥堵的可能性就需要，再乘一个巨大的倍数，计算起来实在是太慢了。
　　还有咱们老百姓最关注的医药领域，总是听说研发新药太困难，其实就是因为要配成一种新药，所有的排列组合实在是个天文数字，普通的计算机要算出最好的可能性，往往需要漫长的时间。但是如果有了量子计算机，事情就完全不一样了，它能在很短的时间里推测出无数的可能性，这样司机就可以很好地避免堵车，还有研究制药的速度也会大大加快。所以说有了量子计算机的特定算法，我们就可以在计算量超大的领域实现突破，比如密码破译 大数据优化 还有天气预报和材料设计，等等。
　　＂祖冲之＂号，作为目前世界上量子比特数最多的，可编程超导量子计算机的原型机。它可以同时选择多个不同的方向，一次性就能算出最优解。回想2019年，谷歌研究出的量子计算机能，同时操作53比特，就称自己完成了人类的＂量子霸权＂，结果仅仅过了两年的时间，我国中科大的研究团队就对此实现突破。
　　难怪全球著名的量子专家Marlan Scully，在访问中科大时，就感叹道，你们的科学家太伟大了，难道他们都不睡觉的吗。尽管这话有点开玩笑的性质，但是他们不得不承认的是，我国能在量子领域位于世界领先的地位，依靠的就是这些废寝忘食不眠不休，进行研究的科学家们。就是因为这些人，我们才能在量子计算的领域，一直处于世界领先的水平，也正是在潘建伟为代表的院士努力下，我们才能在如今这个艰难境况中接连破冰。
　　从2019年中科大团队成功对，10个超导量子比特纠缠的世界纪录，实现突破，然后又在量子领域中将＂超导量子比特＂，和＂量子行走＂的研究实现新进展。正是他们这种不停地突破自我的精神，才能在我国半导体产业被打压的背景下，增加用量子设备代替，硅晶半导体设备的可能。这对于解决我国目前的芯片卡脖子问题，也是一种新的选择。张眼看世界，罗叔聊风云，喜欢的朋友记得点个关注哦。