科技:量子技术大神陆朝阳称中国在量子通讯领域处于全面领先地位(3)
2的50次方有多大?这里给大家举一个例子,我把一张A4纸对折50次之后,它的厚度约等于0.1个毫米乘以2的50次方这么厚。大家用计算机按一下就会发现,这个厚度其实是超过了地球到太阳的距离。
正是因为这样一种加速并行计算带来的加速,目前很多非常难以计算的问题,比如那些需要几十万年才能算清楚的问题,在量子计算机造出来后,几秒钟就可以算出来。刚才我们讲的孙悟空的分身术也可以用来解释这个道理。
比如说我们要走出一个有100个出口的迷宫,如果只有一个人,你可能需要平均尝试50万次,才能找到这个出口。但如果你有50个量子比特的话,你就可以把自己变成一百万个分身,就可以非常快的找到出口,这就是量子计算的一个基本原理。
当量子比特数达到大概50个时,其计算能力就可以超过当前的超级计算机,当这个数达到300个时,它可以超过我们整个宇宙所有粒子数加起来的总和。
所以,我们希望发挥量子计算在这些方面的作用。未来,在发展出通用的量子计算机之前,我们可能会先发展出一些为专门目的而设计的量子模拟机,以用来解决一些特定的、具有重大经济和社会价值的问题。
比如说高温超导,我们现在对高温超导的机制还搞不明白,一旦我们能够把这个机制搞清楚,我们就可以把它用来指导、设计超导的一些新材料,这样就可以解决很多的能源问题。
再比如高效的氮固化。我们很多人都在小学课本里学过,大豆的根瘤菌可以把空气里面的氮气转化成氮肥。但是这么一个量子化学的过程,我们现在是没有办法把它给计算清楚的。目前我们要耗用全世界10%的电量来制造氮肥。如果可以用量子计算机把这个问题解释清楚的话,就可以省下这巨大的能耗。
总体而言,中国目前在量子通讯方面处于一个全面领先的地位;量子计算方面,因为谷歌、IBM这些公司的介入,中国目前是在量子计算某几个点上处于国际领先的地位。
量子信息时代的惊喜
虽然大家觉得量子力学很高冷,但其实量子力学已经在各个方面改变了我们的生活、经济和社会形貌。比如说,没有量子力学我们就不可能有晶体管,也不可能有计算机、激光、激光通讯网络、核磁共振、硬盘用的巨磁阻,还有高温超导等等。
之前100年,量子力学已给我们带来了很多激动人心的惊喜。我们也很有理由相信,在未来的100年,量子力学也会给我们带来更多激动人心的惊喜。
我们希望,量子信息时代能够给中国一个重新洗牌、弯道超车的机会,我们能够把整个国家的力量整合起来,在量子信息这样一个新的领域,在国际上取得一个比较领先的地位。
