中國首個量子計算機操作系統(tǒng)發(fā)布到底有多牛？你知道嗎?不知道的話，可以和小編一起來了解一下吧。

　　2月8日晚，合肥本源量子計算科技有限責(zé)任公司（下簡稱“本源量子”）發(fā)布首款國產(chǎn)量子計算機操作系統(tǒng)——本源司南。據(jù)介紹，該系統(tǒng)全面超越現(xiàn)有產(chǎn)品（例如英國Deltaflow.OS量子計算機操作系統(tǒng), 奧地利ParityOS量子計算機操作系統(tǒng)），實現(xiàn)量子資源系統(tǒng)化管理、量子計算任務(wù)并行化執(zhí)行、量子芯片自動化校準(zhǔn)等全新功能，助力量子計算機高效穩(wěn)定運行。

　　本源量子成立于2017年9月，是國內(nèi)量子計算龍頭企業(yè)，團(tuán)隊技術(shù)起源于中科院量子信息重點實驗室，以量子計算機的研發(fā)、推廣和應(yīng)用為核心，專注量子計算全棧開發(fā)，各軟、硬件產(chǎn)品，技術(shù)指標(biāo)國內(nèi)領(lǐng)先，擁有各項知識產(chǎn)權(quán)成果四百余項。2021年1月份，本源量子宣布完成數(shù)億元A輪融資。

　　量子計算機是什么？

　　量子計算機是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。

　　量子計算機的特點主要有運行速度較快、處置信息能力較強、應(yīng)用范圍較廣等。與一般計算機比較起來,信息處理量愈多，對于量子計算機實施運算也就愈加有利,也就更能確保運算具備精準(zhǔn)性。

　　2020年12月4日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布該校潘建偉等人成功構(gòu)建76個光子的量子計算原型機“九章”，求解數(shù)學(xué)算法高斯玻色取樣只需200秒。

　　量子計算機，簡單地說，它是一種可以實現(xiàn)量子計算的機器，是一種通過量子力學(xué)規(guī)律以實現(xiàn)數(shù)學(xué)和邏輯運算，處理和儲存信息能力的系統(tǒng)。它以量子態(tài)為記憶單元和信息儲存形式，以量子動力學(xué)演化為信息傳遞與加工基礎(chǔ)的量子通訊與量子計算，在量子計算機中其硬件的各種元件的尺寸達(dá)到原子或分子的量級。量子計算機是一個物理系統(tǒng)，它能存儲和處理用量子比特表示的信息。

　　如同傳統(tǒng)計算機是通過集成電路中電路的通斷來實現(xiàn)0、1之間的區(qū)分，其基本單元為硅晶片一樣，量子計算機也有著自己的基本單位——昆比特（qubit）。昆比特又稱量子比特，它通過量子的兩態(tài)的量子力學(xué)體系來表示0或1。比如光子的兩個正交的偏振方向，磁場中電子的自旋方向，或核自旋的兩個方向，原子中量子處在的兩個不同能級，或任何量子系統(tǒng)的空間模式等。量子計算的原理就是將量子力學(xué)系統(tǒng)中量子態(tài)進(jìn)行演化結(jié)果。

　　量子計算機的發(fā)展歷程怎么樣？

　　20世紀(jì)80年代初期，Benioff首先提出了量子計算的思想，他設(shè)計一臺可執(zhí)行的、有經(jīng)典類比的量子Turing機——量子計算機的雛形。

　　1982年，F(xiàn)eynman發(fā)展了Benioff的設(shè)想，提出量子計算機可以模擬其他量子系統(tǒng)。為了仿真模擬量子力學(xué)系統(tǒng)，F(xiàn)eynman提出了按照量子力學(xué)規(guī)律工作計算機的概念，這被認(rèn)為是最早量子計算機的思想。

　　1985年，牛津大學(xué)的David Deutsch在發(fā)表的論文中，證明了任何物理過程原則上都能很好地被量子計算機模擬，并提出基于量子干涉的計算機模擬即“量子邏輯門”這一新概念，并指出量子計算機可以通用化、量子計算錯誤的產(chǎn)生和糾正等問題。由Zurek作了深入的分析和研究。但到了20世紀(jì)80年代中期，這一研究領(lǐng)域由于若干原因被冷落了。首先，因為當(dāng)時所有的量子計算機模型都是把量子計算機看成是一個不與外界環(huán)境發(fā)生作用的孤立系統(tǒng)，而不是實際模型。其次，存在許多不利于實現(xiàn)量子計算機的制約因素，如Landauer指出的去相干、熱噪聲等等。另外，量子計算機可能易出錯，而且不易糾錯。最后，還不清楚量子計算機解決數(shù)學(xué)問題是否比經(jīng)典計算快。

　　1994年，AT&T公司的Perer Shor博士發(fā)現(xiàn)了因子分解的有效量子算法。1996年，S.Loyd證明了Feyrman的猜想，他指出模擬量子系統(tǒng)的演化將成為量子計算機的一個重要用途，量子計算機可以建立在量子圖靈機的基礎(chǔ)上。從此，隨著計算機科學(xué)和物理學(xué)間跨學(xué)科研究的突飛猛進(jìn)，使得量子計算的理論和實驗研究蓬勃發(fā)展。使得量子計算機的發(fā)展開始進(jìn)入新的時代，各國政府和各大公司也紛紛制定了針對量子計算機的一系列研究開發(fā)計劃。

　　首先，美國的高級研究計劃局先后于2002年12和2004年4月制定了一個名為“量子信息科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃”的研究計劃的1.0版以及2.0版，該計劃詳細(xì)介紹了美國發(fā)展量子計算的主要步驟和時間表，該計劃中美國將爭取在2007年研制成10個物理量子位的計算機，到2012年研制成50個物理量子位的計算機。美國陸軍也計劃到2020年在武器上裝備量子計算機。

　　歐洲在量子計算及量子加密方面也作了積極的研究開發(fā)。已經(jīng)完成了第五個框架計劃中對不同量子系統(tǒng)（如原子、離子和諧振）的離散和糾纏的研究以及對量子算法及信息處理的研究。同時，在第六個框架計劃中，著重進(jìn)行研究量子算法和加密技術(shù)，并預(yù)計到2008年研制成功高可靠、遠(yuǎn)距離量子數(shù)據(jù)加密技術(shù)。

　　日本于2000年10月開始為期5年的量子計算與信息計劃，重點研究量子計算和量子通訊的復(fù)雜性、設(shè)計新的量子算法、開發(fā)健壯的量子電路、找出量子自控的有用特性以及開發(fā)量子計算模擬器。

　　2007年，加拿大DWave公司成功研制出一臺具有16昆比特的“獵戶星座”量子計算機，并于2008年2月13日和2月15日分別在美國加州和加拿大溫哥華展示他們的量子計算機。 

　　2009年11月15日，美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院研制出可處理兩個昆比特數(shù)據(jù)的量子計算機。

　　全球第一家量子計算公司D-Wave于2015年6月22日宣布其突破了1000量子位的障礙、開發(fā)出了一種新的處理器，其量子位為上一代D-Wave處理器的兩倍左右，并遠(yuǎn)超DWave或其他任何同行開發(fā)的產(chǎn)品的量子位。

　　2017年3月6日，IBM宣布將于年內(nèi)推出全球首個商業(yè)“通用”量子計算服務(wù)IBM。IBM表示，此服務(wù)配備有直接通過互聯(lián)網(wǎng)訪問的能力，在藥品開發(fā)以及各項科學(xué)研究上有著變革性的推動作用，已開始征集消費用戶。除了IBM，其他公司還有英特爾、谷歌以及微軟等，也在實用量子計算機領(lǐng)域進(jìn)行探索。

　　2017年5月3日，中國科學(xué)院潘建偉團(tuán)隊構(gòu)建的光量子計算機實驗樣機計算能力已超越早期計算機。此外，中國科研團(tuán)隊完成了10個超導(dǎo)量子比特的操縱，成功打破了目前世界上最大位數(shù)的超導(dǎo)量子比特的糾纏和完整的測量的記錄。

　　2020年6月18日，中國科學(xué)院宣布，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、苑震生等在超冷原子量子計算和模擬研究中取得重要進(jìn)展——在理論上提出并實驗實現(xiàn)原子深度冷卻新機制的基礎(chǔ)上，在光晶格中首次實現(xiàn)了1250對原子高保真度糾纏態(tài)的同步制備，為基于超冷原子光晶格的規(guī)?；孔佑嬎闩c模擬奠定了基礎(chǔ)。這一成果19日在線發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上　。

　　2020年12月4日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布該校潘建偉等人成功構(gòu)建76個光子的量子計算原型機“九章”，求解數(shù)學(xué)算法高斯玻色取樣只需200秒，而目前世界最快的超級計算機要用6億年。這一突破使中國成為全球第二個實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家。12月4日，國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表了該成果，審稿人評價這是“一個最先進(jìn)的實驗”“一個重大成就”。

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