生川曉：在新一代高速電腦「量子電腦」開發領域，中國的存在感正在提高。中國科學技術大學的研究人員繼美國谷歌公司之後，第二個實現「量子計算優越性」。這是一項利用特殊問題的基礎性成果，儘管未來還是未知數，但給人留下了中國的研究實力提高的印象。

 

     僅用200秒就能求解日本引以為傲的全球最快超級電腦「富岳」需要花費6億年才能解決的問題。美國《科學》雜誌12月3日刊登了量子電腦的一項新研究成果。

 

     論文的作者是中國的研究小組。該小組開發出了利用光子（「光粒」）的量子電腦，挑戰了需要分佈很多光子的「高斯玻色採樣(Gaussian boson sampling,GBS)」這一特殊問題。

   

     傳統電腦難以計算光子的獨特運動。據稱，此次開發的量子電腦在200秒內即可完成實驗，用中國的高速超級電腦「神威太湖之光」計算的話，則需要25億年的時間。這篇論文認為，使用日本的「富岳」也要花費6億年才能完成。

   

 

     量子電腦被認為是可為材料和藥物開發、金融商品風險評估、處理龐大數據的人工智慧（AI）應用帶來革新的新一代電腦。雖然開發難度大，甚至有「夢幻技術」之稱，但2019年風向發生變化。

  

     契機是谷歌在英國科學雜誌《自然》上發表論文，稱量子電腦實現了量子計算優越性，可求解傳統電腦難以解開的問題。其內容是200秒內即可執行超級電腦需要花費1萬年時間的計算，量子優越性的實現備受期待。

  

     繼谷歌之後，中國實現了量子計算優越性。這項成果已被刊登在權威可與《自然》比肩的《科學》雜誌上。

 

     中國與谷歌的主要差異在於技術「方式」。谷歌採用的是通過將物質冷卻至極低溫度以去掉電阻的「超導」電路來計算的方式。競爭對手美國IBM也採用這種方式，超導方式過去曾是量子電腦開發的主流。

 

     此次中國科研團隊採用的光的方式是通過讓光子在組合有鏡子等的電路中流動來進行計算。不需要冷凍設備及真空容器等，容易處理。日本東京大學副教授武田俊太郎表示「此次的中國技術無疑有利於光方式的發展」。

 

   

    不過，關於中國的量子電腦，也有觀點認為目前谷歌佔有絕對優勢。因為這是專用於證實量子計算優越性的專用機器，難以用於其他計算。尚未達到可實現實用性的階段，今後的提升還是未知數。

 

     但中國實力的提高是確實的。主導此次研究的是在中國被稱為「量子之父」的中國科學技術大學的潘建偉。他在量子通信與加密等光量子技術研究方面取得了劃時代的成就，在世界上也很有名。

   

中國科學技術大學等開發的光子量子電腦（圖片由研究小組的Han-Sen Zhong提供）

 

     據日本橫濱國立大學副教授堀切智之介紹，從實驗內容也可以看出中國的研究團隊匯聚了大量的資金和優秀的人才，使用的是高端機器，「製造方面也實力越來越強」。

   

     中國將量子電腦的開發定位於重大項目。2021年以後也將加快推進發展步伐，將投資1萬億日元左右在安徽省建設相關技術研究基地等。

    

      美國政府計劃從2019年起5年內在量子技術開發上最高投入13億美元。即使政權更疊，圍繞量子電腦開發與中國的主導權之爭也會繼續。

 

    本文作者為日本經濟新聞（中文版：日經中文網）  生川曉

   

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