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12月4日，中國科學技術學院宣布該校潘建偉等人成功建立76個光子的量子估算靶機“九章”。
該靶機求解物理算法高斯玻色采樣只需200秒，而目前世界最快的超級計算機要用6億年。這一突破使我國成為全球第二個實現“量子優越性”（也稱量子霸權）的國家。
哪些叫“量子優越性”呢？
中科大院士陸朝陽解釋說：“量子優越性像個門檻，是指當新生的量子估算截擊機，在某個問題上的估算能力超過了最強的傳統計算機，就證明其未來有多方趕超的可能。”
今年9月，加拿大微軟公司推出53個量子比特（）的計算機“懸鈴木”，對一個波色采樣的估算只需200秒，而當時世界最快的超級計算機“頂峰”需2天，實現了“量子優越性”。
光量子干涉實物圖：左下方為輸入光學部份，右下方為鎖相光路
按照目前最優的精典算法，“九章”對于處理高斯玻色采樣的速率比目前世界排行第一的超級計算機“富岳”快一百萬億倍，等效地比微軟今年發布的53比特量子估算靶機“懸鈴木”快一百億倍。
具體“九章”的成就和技術細節這在里也不過多解釋了，好多文章早已講的比較全面了。
這兒胖哥要給你們介紹另一篇MIT的論文——電離幅射對超導量子比特相干性的影響（ofonqubit）。這項研究部份由德國能源部核化學辦公室、美國海軍研究辦公室、美國國防部和俄羅斯國家科學基金會捐助。
我們都曉得，量子比特（）是量子計算機是量子計算機的基本邏輯單元，正是因為量子神奇的疊加狀態，就能實現量子計算機的相對傳統計算機更高速的并行估算。
然而這篇論文強調了一個問題，那就是量子比特的完整性，即量子比特在疊加態和量子信息遺失之前就能運行多長時間——這個過程被稱為退相干（），量子失效了，量子計算機肯定就不行了，所以退相干的時間最終限制了計算機的運行時間。
這一時間大約多長呢？1999年時還不到一微秒，到明天性能最好的超導量子設備的200毫秒左右。
研究小組報告說，混凝土墻面中的微量元素和入射的宇宙射線所發出的低水平、無害的本底幅射足以導致量子比特的退相干。她們發覺，倘若不加以緩和，這些效應將把量子比特的性能限制在幾微秒之內。
這么“九章”會有這樣的問題嗎？答案是不會。
相較與MIT論文中擔憂的“超導量子”，“九章”采用的是“光量子”。
所以與微軟采用零下273攝氏度左右的超導線圈形成量子比特不同，潘建偉團隊的實驗大部份實驗過程在常溫下進行。
“超導量子”之所以會由于微弱的幅射都會失效，是由于超導量子位是由超導材料制成的電路由諸多的成對電子組成，被稱為庫珀對（pair），這種成對電子在沒有內阻的情況下流過電路，共同維持量子位的微弱疊加態。假如電路被加熱或則被破壞量子傳輸實物，電子對都會分裂成“準粒子”量子傳輸實物，致使量子比特中的退相干，因而限制了它的運行時間。
MIT的研究人員為了驗證幅射對“超導量子”電路影響有多大，并進一步證明將超導量子比特屏蔽在環境幅射之外可以提升相干時間，曾構建了一個2噸重的鉛山墻，可以凈高和增加，拿來對比屏蔽幅射和有幅射時“超導量子”的退相干時間。
通過比較這兩個結果，她們有效地提取了環境幅射導致的影響，確認了之前的預測，并證明屏蔽幅射可以提升超導量子比特的性能。
既然“光量子”性能更穩定，這么為何微軟還要做超導量子呢？
這是由于雖然“光量子”更加穩定，而且其光學結構幾乎不可能集成到硅芯片上，這就造成我們看見的“九章”的估算核心就是一個巨大的光學結構。
雖然“光量子”計算機在大型化上比較難，而且可能在構建量子通訊網路和量子互聯網上發揮作用。
新澤西學院奧斯汀校區的計算機科學院長斯科特·亞倫森表示，“未來也許可以將九章改導致一個通用量子計算機”。
綜合來看，微軟的超導量子計算機和“九章”光量子計算機各有利弊，并且作為量子估算領域的兩種技術路線，二者都有著廣泛的前景。
“九章”更深遠的意義在于，它的出現牢靠確立了我國在國際量子估算研究中的第一方陣地位，為未來實現可解決具有重大實用價值問題的規模化量子模擬機奠定了技術基礎。
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題圖：pexels，CC0 授權