“九章”相对于太湖之光的优势比较
根据目前最优的经典算法，“九章”花200秒采集到的5000个样本，如果用我国的“太湖之光”，需要运行25亿年，如果用目前世界排名第一的超级计算机“富岳”，也需要6亿年。这样的优势十分明显。我们可以等效地对比去年谷歌发布的53比特量子计算原型机“悬铃木”：对于“悬铃木”来说，200秒完成的任务，超算Summit需要2天，考虑Summit和富岳的算力差距，“九章”等效地比“悬铃木”快100亿倍。
作为对比，我们可以回顾一下“悬铃木”其他方面的情况。谷歌53比特随机线路取样实验中，量子优越性是依赖于样本数量的。虽然采集100万个样本时，“悬铃木”需要200秒，超算Summit需要2天，量子计算相比于超级计算机有优越性；但如果采集100亿个样本的话，经典计算机仍然只需要2天，可是“悬铃木”却需要20天才能完成这么大的样本采样，量子计算反而丧失了优越性。而对于高斯玻色采样问题，量子计算优越性不依赖于样本数量。此外，在态空间方面，“九章”也以输出量子态空间规模达到1030的优势远远优于“悬铃木”，“悬铃木”输出量子态空间规模是1016，而目前全世界的存储容量是1022。而且，“九章”运行的温度也远没有“悬铃木”那样苛刻，除探测部分需要4K的低温以外，其他部分都是在常温下运行的。
“九章”的出色表现，牢固确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位，为未来实现可解决具有重大实用价值问题的规模化量子模拟机奠定了技术基础。
量子计算机的研制已成为世界科技前沿的最大挑战之一，作为欧美各发达国家角逐的焦点，可以预见不会止步于此。对于量子计算机的研究，本领域的国际同行公认有三个指标性的发展阶段，其中第一个阶段是发展具备50-100个量子比特的高精度专用量子计算机，对于一些超级计算机无法解决的高复杂度特定问题实现高效求解，实现计算科学中“量子计算优越性”的里程碑。此次“九章”的研制成功，就是这重要的第一个阶段胜利。在这之后，科学家还会致力于研制可相干操纵数百个量子比特的量子模拟机，用于解决若干超级计算机无法胜任的具有重大实用价值的问题（如量子化学、新材料设计、优化算法等）；最后，大幅度提高可操纵的量子比特的数目（百万量级）和精度（容错阈值>99.9%），研制可编程的通用量子计算原型机。
在可以预见的未来，不断优化的经典计算和不断进取的量子计算，还将在算力之争上持续battle。
值得一提的是，“九章”的研制成功，不仅是实现了“量子计算优越性”的里程碑，也为第二步——解决若干超级计算机无法胜任的具有重大实用价值的问题提供了潜在的前景。因为，“九章号”量子计算原型机所完成的高斯玻色取样算法在图论、机器学习、量子化学等领域具有潜在应用。科学家设想，这些对于经典算法模拟起来异常困难的问题，如果开发一个GBS量子计算机，以此作为一个特殊用途的光子平台，让分子振动、机器学习这些复杂过程以玻色采样的方式高速运行一下，就可以很好地来研究这些现实世界中很重要的应用。除了秀肌肉以外，解决现实问题，其实也是科学家们研发量子计算机的初衷呀。
说了这么多，带大家见识一下我们的“九章号”的真容，看看量子力学支配下的光学魅影。
