量子计算机实现算力全球领先

『壹』 中国光量子计算机领先世界多少年

5月3日，科技界迎来了一则重磅消息：世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生。中国科学院5月3日在上海举行新闻发布会，对外发布了这一消息，这个“世界首台”是货真价实的“中国造”，属中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓

『贰』 量子计算机到底有多牛

一台300量子比特的计算机就可以容纳人类有文明以来到现在的所有东西，而且在量子领域有多东目前已经超出了人类的认知范围，你就说这玩意儿厉不厉害吧？所以爱因斯坦那句话形容的非常贴切，说这玩意老厉害了啊!咱说这个量子计算机为什么这么牛，正是因为量子的两个特性：一个是量子的叠加、一个是量子的纠缠态，你咋一听这两个字好像挺过瘾，但是世界上所有的科学家一提这两个字没有脑瓜子不疼的！所以说啊，今天你听听我跟你唠唠这个事儿啊！

想象一下啊！这个高度有多高，但是不管你说多高，我都说不好意思你想错了，你可以拿A4纸试一下啊！我折了几次，我折不动了，如果能继续折，折满十次的话基本就是10厘米左右，但是折到24次，多高？105米，三四十层楼，那么高1但是你折到30次多高呢？7100千米，臭氧层都干破了，如果你折到50次了，1.1亿千大连到金兴一个来回啊，抱团走不打表。

如果折到90次了，1500万光年，银河系直径的100倍。如果折满100次激动人心的时候到了兄弟们，137亿光年，宇宙大爆炸到现在总共才137亿年，就说有宇宙那天，光就开始跑到现在没跑到头，宇宙给你干了个透心凉，但是你别忘了，他前面还乘了个0.1毫米啊，但看，2的100次方比这个数还要大十倍，而且，在这个数字基础上往后翻一直翻到300次方，你瞅这个数有多大，我都不敢想，我脑瓜疼了，所以我才说，有人类文明以来，所有的可观测宇宙，这个计算器她都能存得下，因为它足够大，你看有很多科幻题材电影，像那个《黑客帝国》他就觉得人类很可能就活在一个庞大的计算机程序的啊！

『叁』 中国量子计算机领先世界多少

中国在量子通信方领先,例如通信卫星墨子号。
在量子计算方面稍微落后，但是差距没有那么大，在量子计算机领域里，谷歌一直被视为“领头羊”。此前，谷歌已制造出9量子比特的机器，并计划今年增加至49量子比特，实现“量子霸权”（quantum supremacy）。但现在，IBM率先完成了这项成就,研制出50量子位计算机。
在量子测量方面不是热点，量子测量一方面可以实现超过经典测量极限的高精度测量，另一方面可以实现经典方式无法完成的各种测量。例如，用传统光学测量相近的两个物体的距离受制于光学“瑞利散射极限”，其精度仍在数百个纳米，远远大于目前物理、化学、材料、生物等科学研究所要求的成像精度。

『肆』 量子计算机的原理是利用平行世界的计算力吗

并不是如题所说
简单来说：
量子计算机就是用量子比特代替原来的普通比特。
从物理层面上来看，量子计算机不是基于普通的晶体管，而是使用自旋方向受控的粒子(比如质子核磁共振)或者偏振方向受控的光子(学校实验大多用这个)等等作为载体。当然从理论上来看任何一个多能级系统都可以作为量子比特的载体。
从计算原理上来看，量子计算机的输入态既可以是离散的本征态(如传统的计算机一样)，也可以是叠加态(几种不同状态的几率叠加)，对信息的操作从传统的“和”，“或”，“与”等逻辑运算扩展到任何幺正变换，输出也可以是叠加态或某个本征态。所以量子计算机会更加灵活，并能实现并行计算。
要解释细节的话有些麻烦，给你些关键词可以去查：
1.量子态，quatumState
2.量子叠加态，Quantumsuperposition
3，量子比特，Qubit
4,幺正变换UnitaryTransformation
5，量子逻辑，QuantumLogic
6,量子门，QuantumGate(对应于传统的逻辑门，其实就是一些特殊的正变换)
7,量子算法，quantumAlgorithm(当然量子计算机也能实现传统的算法)
8,然后关于从物理层面如何实现的最好从量子光学开始，因为偏振的光子是最简单的。
深层来说：
普通的数字计算机在0和1的二进制系统上运行，称为“比特”(bit)。但量子计算机要远远更为强大。它们可以在量子比特(qubit)上运算，可以计算0和1之间的数值。假想一个放置在磁场中的原子，它像陀螺一样旋转，于是它的旋转轴可以不是向上指就是向下指。常识告诉我们：原子的旋转可能向上也可能向下，但不可能同时都进行。但在量子的奇异世界中，原子被描述为两种状态的总和，一个向上转的原子和一个向下转的原子的总和。在量子的奇妙世界中，每一种物体都被使用所有不可思议状态的总和来描述。
想象一串原子排列在一个磁场中，以相同的方式旋转。如果一束激光照射在这串原子上方，激光束会跃下这组原子，迅速翻转一些原子的旋转轴。通过测量进入的和离开的激光束的差异，我们已经完成了一次复杂的量子“计算”，涉及了许多自旋的快速移动。
从数学抽象上看，量子计算机执行以集合为基本运算单元的计算，普通计算机执行以元素为基本运算单元的计算(如果集合中只有一个元素，量子计算与经典计算没有区别)。
以函数y=f(x)，x∈A为例。量子计算的输入参数是定义域A，一步到位得到输出值域B，即B=f(A);经典计算的输入参数是x，得到输出值y，要多次计算才能得到值域B，即y=f(x)，x∈A，y∈B。
量子计算机有一个待解决的问题，即输出值域B只能随机取出一个有效值y。虽然通过将不希望的输出导向空集的方法，已使输出集B中的元素远少于输入集A中的元素，但当需要取出全部有效值时仍需要多次计算。

『伍』 量子计算机的技术

1920年，奥地利人埃尔温·薛定谔、爱因斯坦、德国人海森伯格和狄拉克，共同创建了一个前所未有的新学科——量子力学。量子力学的诞生为人类未来的第四次工业革命打下了基础。在它的基础上人们发现了一个新的技术，就是量子计算机。
量子计算机的技术概念最早由理查得·费曼提出，后经过很多年的研究这一技术已初步见成效。
美国的洛斯阿拉莫斯和麻省理工学院、IBM、和斯坦福大学、武汉物理教学所、清华大学四个研究组已实现7个量子比特量子算法演示。
2001年，科学家在具有15个量子位的核磁共振量子计算机上成功利用秀尔算法对15进行因式分解。
2005年，美国密歇根大学的科学家使用半导体芯片实现离子囚笼（ion trap）。
2007年2月，加拿大D-Wave系统公司宣布研制成功16位量子比特的超导量子计算机，但其作用仅限于解决一些最优化问题，与科学界公认的能运行各种量子算法的量子计算机仍有较大区别。
2009年，耶鲁大学的科学家制造了首个固态量子处理器。
2009年11月15日，世界首台可编程的通用量子计算机正式在美国诞生。同年，英国布里斯托尔大学的科学家研制出基于量子光学的量子计算机芯片，可运行秀尔算法。
2010年3月31日，德国于利希研究中心发表公报：德国超级计算机成功模拟42位量子计算机，该中心的超级计算机JUGENE成功模拟了42位的量子计算机，在此基础上研究人员首次能够仔细地研究高位数量子计算机系统的特性。
2011年4月，一个成员来自澳大利亚和日本的科研团队在量子通信方面取得突破，实现了量子信息的完整传输。 2011年5月11日, 加拿大的D-Wave System Inc. 发布了一款号称 “全球第一款商用型量子计算机”的计算设备“D-Wave One”。该量子设备是否真的实现了量子计算还没有得到学术界广泛认同。同年9月，科学家证明量子计算机可以用冯·诺依曼架构来实现。 同年11月，科学家使用4个量子位成功对143进行因式分解。
2012年2月，IBM声称在超导集成电路实现的量子计算方面取得数项突破性进展。 同年4月，一个多国合作的科研团队研发出基于金刚石的具有两个量子位的量子计算机，可运行Grover算法，在95%的数据库搜索测试中，一次搜索即得到正确答案。该研究成果为小体积、室温下可正常工作的量子计算机的实现提供可能。同年9月，一个澳大利亚的科研团队实现基于单个硅原子的量子位，为量子储存器的制造提供了基础。 同年11月，首次观察到宏观物体中的量子跃迁现象。
2013年5月D-Wave System Inc宣称NASA和Google共同预定了一台采用512量子位的D-Wave Two量子计算机。 2013年6月8日，由中国科学技术大学潘建伟院士领衔的量子光学和量子信息团队首次成功实现了用量子计算机求解线性方程组的实验。相关成果发表在2013年6月7日出版的《物理评论快报》上，审稿人评价“实验工作新颖而且重要”，认为“这个算法是量子信息技术最有前途的应用之一”。据介绍，线性方程组广泛应用于几乎每一个科学和工程领域。日常的气象预报，就需要建立并求解包含百万变量的线性方程组，来实现对大气中温度、气压、湿度等物理参数的模拟和预测。而高准确度的气象预报则需要求解具有海量数据的方程组，假使求解一个亿亿亿级变量的方程组，即便是用现在世界上最快的超级计算机也至少需要几百年。 美国麻省理工学院教授塞斯·罗伊德等提出了用于求解线性方程组的量子算法，利用GHz时钟频率的量子计算机将只需要10秒钟。该研究团队发展了世界领先的多光子纠缠操控技术。实验的成功标志着我国在光学量子计算领域保持着国际领先地位。

『陆』 中国的量子计算机已超越早期经典计算机了吗

10月11日，阿里云与中科院在杭州举行的“云栖大会”上宣布合作发布量子计算云平台，而且首次成功实现了十个超导量子比特纠缠。根据介绍，关于量子计算研究的系列成果已经发表于《自然·光子学》等国际权威学术期刊上。

分析人士称，在量子计算领域的突破，这也意味着中国在量子技术这个领域取得了全球领先的地位，量子技术分为量子通信和量子计算两个领域。“量子卫星”的发射，意味着中国在量子通信领域已经毫无争议地位居全球第一，而在量子计算机上的突破，则意味着在这两个细分领域，中国都站在世界的前列。

希望中国在量子计算领域可以保持领先！

『柒』 量子通信和量子计算机成为世界顶尖科学，有何意义

量子研究在很早的时候已经开始，最早的国家是美国和欧洲一些国家，在量子研究领域，这些国家一直处于一个先进水平，但是最近几年中国科学家的努力取得成果，我们的量子科学研究，已经在很多领域超越对手，开始取得领先地位。

中国的量子计算方面进行了系统的研究和布局，我们中国现在能够利用超冷原子，进行实用化的量子模拟技术，这些的技术目前处于世界先进水平，因此中国在量子技术方面，开始逐步的来到世界先进水平，相信未来将会更加的成功。

『捌』 我国单光子源在量子计算机上的应用，会让我国量子信息技术领先国际吗

单光子源是光学量子信息技术的核心资源。近期，中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟与陆朝阳、霍永恒等人领衔，和多位国内及德国、丹麦学者合作，在国际上首次提出一种新型理论方案，在窄带和宽带两种微腔上成功实现了确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率的单光子源，为光学量子计算机超越经典计算机奠定了重要的科学基础。国际权威学术期刊《自然·光子学》日前发表了该成果，评价其“解决了一个长期存在的挑战”。

今年2月，科技部有关负责人在国新办新闻发布会上表示，我国新的科技计划体系将对面向未来的量子通信等方面基础研究进行重点支持。市场人士分析称，中国在量子通信技术研究、产业应用方面处于国际领先地位，未来一旦实现更多技术突破，其市场空间将非常广阔。

『玖』 量子计算机到量子比特，各国为什么致力于这一领域

在微观尺度上，一个量子比特可以同时处于多个状态，而不像传统计算机中的比特只能处于0和1中的一种状态。

这样的一些特性，让量子计算机的计算能力能远超传统计算机。美国谷歌公司等机构在2015年宣布，它们的“D波”(D-Wave)量子模拟机对某些问题的求解速度已达到传统计算机的1亿倍。虽然它并不被认为是真正的量子计算机，但量子计算的巨大潜力已经显露。

量子计算需要克服环境噪声、比特错误和实现可容错的普适量子纠错等一系列难题，真正量子计算机研发挑战巨大。

为加速进入量子计算机阵营，各国政府纷纷加大投入。欧盟在2016年宣布投入10亿欧元支持量子计算研究，美国仅政府的投资即达每年3.5亿美元。中国也在大力投入，目前正在筹建量子信息国家实验室，一期总投资约70亿元。

如果“量子霸权”实现，人类计算能力将迎来飞跃，接下来就会是在多个领域的推广。一些行业巨头已经盯上了量子计算未来应用：阿里巴巴建立了量子计算实验室;中科院与阿里云合作发布量子计算云平台;IBM也在去年宣布计划建立业界首个商用通用量子计算平台IBM Q，还与摩根大通等公司合作计划在2021年前推出首个在金融领域的量子计算应用。

『拾』 我国2020年取得的重大成就

成功发射“天问一号”火星探测器、北斗三号全球卫星导航系统建成、长征二号丁运载火箭发射、成功发射探月工程嫦娥五号探测器、连淮扬镇铁路通车等。

1、成功发射“天问一号”火星探测器

2020年7月23日，长征五号遥四运载火箭搭载我国自主研发的“天问一号”火星探测器在中国文昌航天发射场顺利升空，成功将探测器送入预定轨道。

2、北斗三号全球卫星导航系统建成

北斗三号全球卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星，共30颗卫星组成。

北斗三号卫星导航系统提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区中免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度0.2米/秒。

授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。

2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在北京举行。

3、长征二号丁运载火箭发射

2020年8月6日，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号04星送入预定轨道，发射获得圆满成功。

4、成功发射探月工程嫦娥五号探测器

2020年11月24日4时30分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，火箭飞行约2200秒后，顺利将探测器送入预定轨道，开启我国首次地外天体采样返回之旅。

5、连淮扬镇铁路通车

连淮扬镇铁路是一条连接江苏省连云港市至镇江市的高速铁路，是江苏省南北向高速铁路，是贯通苏南、苏中、苏北的重要通道，是苏中、苏北铁路网的重要组成部分。

2020年12月11日，连镇高速铁路淮丹段（淮安东站至丹徒站）建成通车，标志着连镇高速铁路全线建成通车。