比谷歌量子计算机快100万亿倍 中国科学家实现“量子霸权”
由中国科学技术大学潘建伟、卢朝阳组成的研究团队与中国科学院上海微系统研究所、国家并行计算机工程技术中心合作，构建了一个76光子的量子计算原型，实现了具有实用前景的高斯玻色采样任务的快速求解。根据现有理论，量子计算系统处理高斯玻色样本的速度比目前最快的超级计算机快100万亿倍(《九章》中一分钟完成的任务，对于超级计算机来说，大约需要1亿年)。相当于比谷歌去年发布的53位超导量子计算原型“悬铃木”快100亿倍。这一成果使得我国成功达到了量子计算研究的第一个里程碑：量子计算优越性（国外也称之为“量子霸权”），相关论文于12月4日以“First Release”形式在线发表于国际学术期刊Science。
在被气象工程师Ice追的路上，遇到了同样被追的宋诚。冰神秘地拿出一个盒子。“这是一台超弦电脑，是我从天气模拟中心带出来的。你说偷了就没事了。我用它摆脱了追捕。”。
这个情节来自科幻作家刘的短篇小说《镜子》。故事中，Ice盗走的机器是一台拥有几乎无限计算和存储能力的电脑。它不仅可以模拟复杂的气象过程，还可以模拟整个宇宙的演化。只要给定每个粒子的初始条件，整个宇宙的运行就清晰如镜。
通过冰大师的口述，作者表达了自己对计算的理解：用模拟的手段为一个蛋建立一个数学模型，即把组成蛋的各个原子的状态输入到模型的数据库中。模型在计算机中运行时，如果给定的边界条件合适，内存中的虚拟蛋会孵出小鸡，内存中的虚拟鸡和真蛋孵出的小鸡一模一样，甚至每一个毛尖都不会差。模拟目标比鸡蛋大怎么办？大如树，一人，多人；大到一个城市一个国家甚至整个地球？如果模拟的对象是整个宇宙呢？
一个真实的物理系统可以用计算机模拟吗？这种猜想不仅限于科幻作家的小说，也存在于严肃的学术讨论和哲学思考中。比如计算机领域众所周知的扩展的丘奇-图灵论题，认为任何物理系统都可以用经典的图灵机进行有效的模拟。
然而，随着人们对微观世界的深入理解，扩展的丘奇-图灵论题开始受到质疑。特别是随着量子力学的发展，更多的人意识到实际的量子过程过于复杂，用经典计算模拟量子过程所需的时间可能会成倍增加。也就是说，有效计算是不可能的。20世纪80年代，费曼提出，要模拟量子过程，必须抛弃经典计算的旧套路，用量子材料建造新的机器，自然地解决这些问题。
是的，它是量子计算机。
经典计算和量子计算有什么区别？
对于经典计算机，每个位代表0或1，这些位是信息。计算这些信息，其实就是构建一些带有电路的逻辑门来完成“与”、“非”、“或”等更复杂的运算。另一方面，量子计算利用量子的自然叠加来显示并行计算的能力。每个量子位不仅可以表示0或1，还可以表示0和1乘以一个系数再叠加。系数不同，这种叠加的形式有很多可能性。会产生什么影响？
让我们以两位为例。对于经典的两位，在某个时刻，最多只能代表00、10、01、11四种可能中的一种；而量子计算可以写成叠加
换句话说，它可以同时包含四种信息状态。这种叠加意味着随着位数的增加，信息的存储容量和运行速度会呈指数级增长，这是经典计算机无法达到的。
量子计算优越性的实现是一场持久战
基于量子的叠加性，许多量子科学家认为，量子计算机在特定任务上的计算能力将远远超过任何经典计算机。2012年，美国物理学家约翰普雷斯基尔将其描述为“量子计算的优越性”或“量子至上”。科学家预测，当有超过一定数量的量子比特可以被精确操纵时，量子计算的优越性就有可能实现。
如果有一个具体的问题，量子计算需要一个小时，经典计算需要几亿年，量子计算的优越性就会实现，扩展的丘奇-图灵论题就会动摇，因为它证明了经典计算无法有效模拟某些过程。
从科学家对量子计算优越性的观点来看，有两个关键点，一个是被操纵的量子位的数量，另一个是被操纵的量子位的精度。只有两个条件都满足，量子计算的优越性才能实现。如图1所示