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首都科学讲堂519期:量子计算——第四次工业革命的引擎

来源:北京科普发展中心 发布于2017/12/18

dafabet888官方网站 www.grillslinger.com   现代通用计算机建立在以硅元素为硬件的基础上,随着制造工艺不断逼近物理极限,硅基计算即将触碰顶峰,但生物计算、量子计算等新技术的研发与突破让我们看到了计算机性能大幅提升的另一种可能。什么是量子计算?它和量子通信有何区别?量子计算在未来会如何改变我们的生活?首都科学讲堂519期请来了中国科学院物理研究所研究员、北京凝聚态国家实验室常务副主任,首席科学家丁洪先生,请他带我们领略量子的世界。


  人类历史上每次工业革命都伴随着重大发明、发现的诞生,其中引爆第四次工业革命的是多个新兴技术,量子计算就是其中重要一环。摩尔定律在半个世纪前预言了经典计算,但伴随着晶体管进入纳米时代,牛顿定律不再适用,物理学进入到一个新的科学领域——量子力学。同时,根据经典计算机器件的原理,热耗散不可避免,集成度越高,热耗越严重。但量子计算原理上保持可逆计算,没有热耗散,可以实现自循环,这成为未来量子计算中一个比较光明的前景和方向。
  量子是构成物质基本单元能量的最基本的携带者。举例来讲,由50个量子比特构成的系统运算一次将超过一百万亿次经典运算,所以量子算法保证量子计算的并行性优势可以充分发挥,由此,大大提高了量子计算所需结果的出现概率,这就是量子计算的魅力所在。
  但即便有了量子算法,由于外界因素的影响,量子叠加态也无法长时间存在,它会退化为单一态。因此,量子计算机不能彻底取代经典计算机,两者的应用对象不同,但可以实现优势互补。目前解决这个问题的主要方向是超导量子计算,前瞻性方案是拓扑量子计算。这个领域国际竞争激烈,各个国家和大型企业已经投巨资展开较量。
  最后丁洪先生向观众介绍了拓扑量子计算,它是利用多体系统中的拓扑量子态来存储和操控量子信息,给量子计算的物理实现带来了希望,也促进了我们对物质拓扑量子行为的探索。讲座之后,现场观众对未来科技发展的方向有了新的理解和认识,衷心希望我们国家能在首发世界第一枚量子卫星的基础上,再接再厉抢占先机,在量子世界的不断创新中赢得未来。
  首都科学讲堂同期实现在北京时间、斗鱼网、一直播和京学网的在线直播,据初步统计,本期讲堂有约有4万人次实现了在线观看。

 

 

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