「九章二号」实现量子计算优越性,未来用量子计算机编程会是怎样的体验?

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10 月 26 日国科学技术大学宣布,该校潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等人与中科院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,近期成功构建 113 个光子 144 模式的量子计算原型机“九章二号”,求解高斯玻色取样数学问题比目前全球最快的超级计算机快 10 的 24 次方倍(亿亿亿倍),在研制量子计算机之路上迈出重要一步。

九章二号整体装置图(制图:陆朝阳,彭礼超)

量子计算机已经实现突破,假如未来可以用量子计算机写代码:

  • 量子计算机的算法和传统计算机会有什么不同?
  • 量子比特有神奇的叠加态,未来在量子计算机上写码时,变量会不会也有叠加态的?
  • 量子门对标的是经典数字电路的逻辑门,以后coding是不是算法代替汇编,只用学习数学推导和排门电路?
  • 量子计算机是概率论,以后如何教它机器学习自我编程?

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三掌柜

佰钧成技术有限责任公司 · 架构师 (已认证)

一名合格的、二把刀的、科班的程序猿回答于

量子计算机的概念

量子计算机,简单地说,它是一种可以实现量子计算的机器,是一种通过量子力学规律以实现数学和逻辑运算,处理和储存信息能力的系统。它以量子态为记忆单元和信息储存形式,以量子动力学演化为信息传递与加工基础的量子通讯与量子计算,在量子计算机中其硬件的各种元件的尺寸达到原子或分子的量级。量子计算机是一个物理系统,它能存储和处理用量子比特表示的信息。

量子计算机的优势

目前的计算机通常会受到病毒的攻击,直接导致电脑瘫痪,还会导致个人信息被窃取,但是量子计算机由于具有不可克隆的量子原理这些问题不会存在,在用户使用量子计算机时能够放心地上网,不用害怕个人信息泄露。另一方面,量子计算机拥有强大的计算能力,能够同时分析大量不同的数据,所以在金融方面能够准确分析金融走势,在避免金融危机方面起到很大的作用;在生物化学的研究方面也能够发挥很大的作用,可以模拟新的药物的成分,更加精确地研制药物和化学用品,这样就能够保证药物的成本和药物的药性。

未来的应用前景

量子计算机理论上具有模拟任意自然系统的能力,同时也是发展人工智能的关键。由于量子计算机在并行运算上的强大能力,使它有能力快速完成经典计算机无法完成的计算。这种优势在加密和破译等领域有着巨大的应用。

量子计算机被认为在将来会比普通计算机更能够解决问题。某些量子算法的速度比经典算法更快,且具备一些经典算法所没有的潜力。但直到今天,现有量子计算机的高出错率仍无法支撑这些算法的运行。要发挥量子计算的潜力,不仅需要最新的技术,用于描述量子算法的量子编程语言也必不可少。原则上来讲,算法是解决问题的“配方”。编程语言对算法进行描述,以便计算机可以执行必要的计算。

所以个人认为还是比较看好量子计算的前景的,更何况基于量子计算的量子计算机编程也是未来的热点,让我们拭目以待吧!

青年码农

晨讯科技 · web前端开发高级工程师 (已认证)

公众号【青年码农】:有趣、有料,有深度、有广度、有热度。回答于

用量子计算机写代码,这个还是很遥远很漫长的过程,虽然这个理论提出的很早(20世纪80年代初期),但是经过这么多年的研究,也只是近几年才有了显著的成果,商用及推广的话,可能还是需要很长的一段时间。

如果真的能用来写代码,应该是消失了一些语言,同时也创建了一些新的语言,毕竟底层的改变,会影响我们现在的开发语言,至于说发展的那种状态,对于我这种小菜鸟是想象不到的(大佬们的思维不是我这种可以理解的)

阿策小和尚回答于

和尚并不了解量子计算机,特意查了一些资料,不同于电子计算机(或称传统电脑),量子计算用来存储数据的对象是量子位元,它使用量子演算法来进行数据操作,还是非常的高端的。国内对于量子计算机的发展是积极且先进的。相较于传统计算机性能更好,更快更强,对于大数据筛查更是有极强的作用。希望可以发展更好。

Regan Yue回答于

对未来用量子计算机编程的看法与期待:

量子计算机与传统计算机本质上的不同就是将信息表达方式从原来的二进制的0与1换成qubit。那是一种有别于我们传统观念的信息表达方式。根据我有限的知识,我认为量子计算机是比较适合人工智能的,因为它原生具备自我学习的能力,甚至据说能够自己编写程序。

西门呀在吹雪

腾云先锋 · 腾云先锋(TDP)成员 (已认证)

非典型性程序员回答于

希望有一天量子领域我们的根DNS,根CA、芯片技术完全掌握在自己手里,

希望在未来能真走走出实验室,走向商用,走向真正的可编程,

希望我这个java程序员,有一天能实现这个梦想。

希望我国量子技术在新产业中“换道超车”、掌握尖端技术话语权的核心技术。

希望给科学家更加宽松的环境,希望未来量子领域的专利如雨后春笋般爆发

liuzhen007

百家云 · 流媒体研发工程师 (已认证)

本人一直从事音视频相关工作,拥有在传统广电巨头和互联网音视频公司工作的经历,具有丰富的音视频直播和点播相关经验,对WebRTC、FFmpeg和Electron有非常深入的了解。在CSDN上推出了很多音视频相关的技术专栏,累计产出了500余篇原创作品。同时,荣获了CSDN 2020年博客专家荣誉勋章和CSDN 2020年博客之星Top39荣誉称号。回答于

目前,量子计算机已经实现了一定程度上的技术突破,但是,我感觉还有待持续挖掘。我们都知道,量子比特有神奇的叠加态,未来在量子计算机上编写代码时,变量也有可能会产生叠加态。

从某种意义上来说,叠加态也是智能机器人产生自我意识的前提。因为我始终认为,机器人无论再如何通过大数据学习也不会成为人类,也不会拥有人类的意识。只有一种可能,那就是“变异”,也就是我想说的程序在量变累积下产生的量子叠加态导致的质变。

量子计算机自己也有可能会成为具有人类意识的智能机器人,就像下图的“主人公”:

LittleU

南京尚哲智能科技 · unity开发工程师 (已认证)

一位脱离了高级趣味的人.回答于

不管你是什么人,遇到什么样子的新的计算机,和什么样子新的编译器和学习什么样子新的编程语言,第一句代码你能不让它打印一局"Hello world"吗?

记得初中时候学过化学,有点印象,量子计算机里面有钻石.........

施主-借个火

腾云先锋 · 腾云先锋(TDP)成员 (已认证)

代码是谁?长什么样?回答于

作为考察世界规律的新思维,前途不可限量。作为应用技术,已经在很多方向产生了应用,但是量子计算机的实用化路途遥远。但是量子信息的作用不全是应用型的量子计算,至少我认为思想比应用更为重要。

freesan44码农,宅男,猫控,阅读者,美食爱好者,电影爱好者,VXfreesan44回答于

感觉会完全改变现有的数据结构和算法,现在的数据结构都是基于冯诺依曼计算机架构来生成的,量子计算机已经不属于那个范畴,从电子突破变成量子。

未来的计算机编程有可能是把设计和开发合并在一齐了,设计人员在设计的过程中已经把开发需要干的事情都干完,以后再没开发人员,只有设计人员,设计人员提出想要实现的功能,量子计算机通过领会来把模块开发出来,有点像现在数据库的结构化语言,只需要提出【目的】,不用在乎【内部逻辑】,计算机就把目的实现出来

幻影龙王

腾云先锋 · 腾云先锋(TDP)成员 (已认证)

沉迷于在代码海洋里回答于

量子计算机的工作过程需要经典计算机的辅助,量子软件的开发当然也要编程工作者的存在,无论是硬件方面的维护还是软件方向的优化开发,都需要计算机从业人员的维护运营。

比如说当下的量子编程,程序员利用经典计算机进行经典编程,日后在量子计算机中,量子计算机后端执行量子程序,从这个角度来看,不会带来很大的冲击。

江米小枣回答于

九章计算机的取名来源 -- 汉代写的《九章算術》中给出了矩阵方法的第一个已知例子,而直到 19 世纪英国数学家西尔维斯特才将矩形排布的序列称为 Matrix,这个和 mather 同源的单词有 “子宫”、“母体” 的含义,用以命名矩阵就是表示 “从中可以产生出各种不同的行列式,就如由同一个母体的子宫中孕育出来一样” 的特性;希望我们的量子计算机,也能成为孕育各种学科成果的科学之母!

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