圖:2025年是現代量子力學誕生100周年。5月9日,「Q世紀:量子物理百年科普展」在中國科學技術大學舉行,吸引眾多觀眾參觀。\新華社
Q:什麼是量子糾錯和表面碼?
A:量子比特容易受外界干擾而出錯,就像「超空間飛車」的引擎很嬌貴。量子糾錯是給飛車加裝「智能穩定系統」,自動修正錯誤。表面碼是最成熟的糾錯方案,像一張「安全網」,通過編織多個量子比特保護計算過程。
Q:如何理解「量子計算優越性」?
A:量子計算優越性是指量子計算機在特定問題上超越傳統超級計算機的能力,解決超算無法短時間完成的任務。就像「超空間飛車」在某些賽道上瞬間到達終點,而傳統跑車(超算)需要數年。
Q:中國在量子計算優越性方面有哪些成就?
A:中國是全球唯一在兩種物理體系實現量子計算優越性的國家。2020年「九章」光量子計算原型機首次在光子路線證明量子優越性。2021年「祖沖之二號」超導量子處理器實現超導體系的量子優越性。中國在光子和超導兩條「賽道」上都打造出跑贏傳統超算的「超空間飛車」。
Q:谷歌的量子計算進展如何?與中國相比如何?
A:2019年,谷歌用53比特「懸鈴木」聲稱實現量子優勢,但在2023年被中國研究者用改進的經典算法(A100 GPU,17秒)追平。2024年,谷歌的「垂柳」(105比特)實現了碼距3、5、7的表面碼量子糾錯,驗證了擴展性。「祖沖之三號」與「垂柳」性能相當,中國計劃數月內實現碼距7的表面碼,未來拓展到9、11。
Q:量子計算為什麼是全球競爭焦點?
A:量子計算被視為未來科技的制高點,能革命性解決科學、工業、國防等領域的複雜問題。全球30多個國家已開展量子信息規劃布局,投入巨資。中美在量子技術上領跑,就像在「超空間飛車」比賽中競爭領先地位,中國的雙路線突破(光量子+超導)展現了強大實力。
Q:量子計算的未來發展方向是什麼?
A:突破量子糾錯技術,實現大規模量子比特的集成和操縱,打造容錯通用量子計算機。這就像把「超空間飛車」升級成能在任何賽道穩定運行的「全能飛車」。
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