
量子技术是现代科学的前沿,它研究的是微观世界的粒子行为。当粒子之间相互作用产生的力称为力学,将力学与粒子结合,就形成了量子力学现象,即量子纠缠或粒子纠缠。量子纠缠的最大特点是快速和不确定性,科学家无法控制纠缠粒子的行为。将量子技术应用到计算机加密传输中,可以有效防止网络安全问题,解决计算机运算速度慢的问题。
2017年,中国科技大学潘教授宣布成功构建了世界首台经典超越版的单光子量子计算机,引起了科学界的轰动。美国的谷歌、IBM、荷兰的Delft技术大学等也在该领域取得了显著进展。量子计算机的竞争,也是计算霸权的争夺。
在量子计算机的研发上,美国IBM和谷歌处于领先地位。2015年,谷歌的UCSB研究成功的量子计算机拥有9个量子比特;而中国研究成功的量子计算机是10个量子比特芯片。近期,IBM宣布成功研制出20量子位的量子计算机。
量子计算机的性能不仅取决于速度,还取决于质量灵活性。量子纠缠寿命的长短是评估量子计算机性能的一个重要指标。中国量子计算机的纠缠寿命在10.9μs至27.2μs之间,而谷歌的UCSB在18.2μs至39.2μs之间,IBM的在20.4μs至44.4μs之间。美国在灵活性操作上领先中国。
通过对速度和质量的分析,可以看出美国在量子计算机实验的进程中已经领先中国。然而,这并不意味着中国无法反超美国。相信中国的科学家有能力在未来实现反超,我们拭目以待。