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中国第一台光量子计算机揭秘

    第一台光量子计算机由中国科技大学、中国科学院﹣阿里巴巴量子计算实验室、浙江大学、中国科学院院物理所等单位协同完成研发，是货真价实的“中国造”。

    这几年，中国科技树长势喜人，今天科技界又迎来了一个振奋人心的消息：世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生！

    这标志着，我国的量子计算机研究领域已迈入世界一流水平行列。

    量子计算机是指利用量子相干叠加原理，理论上具有超快的并行计算和模拟能力的计算机。如果将传统计算机比作自行车，量子计算机就好比飞机。

    量子计算利用量子相干叠加原理，在原理上具有超快的并行计算和模拟能力，计算能力随可操纵的粒子数呈指数增长，可为经典计算机无法解决的大规模计算难题提供有效解决方案。

    举个例子，使用亿亿次的“天河二号”超级计算机求解一个亿亿亿变量的方程组，所需时间为100年，而使用一台万亿次的量子计算机求解同一个方程组，仅需0.01秒。

    据中科院院士潘建伟介绍，中国2016年就首次实现了10光量子纠缠操纵，随后在此基础上利用自主发展的综合性能国际最优的量子点单光子源，通过电控可编程的光量子线路，构建了针对多光子“玻色取样”任务的光量子计算原型机，速度比之前国际同行所有类似实验快了至少2.4万倍。

“按照目前的估计，大家应该在非常近的未来，也许是5年，也许是10年，能够实现40个比特左右的量子纠缠，在这个基础上，就可以来计算一些特殊的问题。”潘建伟院士说。

    对比经典算法，这台光量子计算原型机比人类首台电子管计算机（ENIAC）和首台晶体管计算机（TRADIC）运行速度提高10﹣100倍。这也是世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机。

    预计到2017年底，研究团队将进一步实现对大约20个光量子比特的操纵。

    另外，在超导体系，中国也打破了由美国（Google/NASA/加州大学圣塔芭芭拉分校）保持的9个量子比特操纵记录，自主研发了10比特超导量子线路样品。

    这成功实现了目前世界上最大数目的超导量子比特的多体纯纠缠，并通过层析测量方法完整地刻画了10比特量子态，还在超导量子处理器上实现了快速求解线性方程组的量子算法。

在此前关于中国这台光量子计算机的介绍中，阿里巴巴的名字并未出现，但其实阿里在这方面的贡献是相当大的。

    两年前，阿里巴巴就与中科院合作成立了亚洲首个量子计算实验室，开展在量子信息科学领域的前瞻性研究，探索超越经典计算机的下一代超快计算技术。

    双方很快就取得了优异的成绩，将量子计算从学术带到了现实世界。

    今年3月的深圳云栖大会上，阿里云公布了全球首个云上量子加密通讯案例，通过建立多个量子安全传输域，为客户提供无条件安全数据传输服务。

    不久前马云还宣布启动阿里巴巴的“NASA计划”，并称现在研究的目标是为了解决10年、20年后的困难，而量子计算就是阿里巴巴解决20年后计算资源稀缺的秘密武器。

    预计到2025年，量子计算机将达到当今世界最快超级计算机的水平，可解决一些目前无法克服的重大科技难题。

（1）本文究竟揭示了中国第一台光量子计算机的哪些秘密？请用简练的语言加以概括。

（2）第⑬段有什么作用？请作简要分析。

（3）第⑩段和第⑱段开头都用了“预计”一词，为什么要这样说？请作简要分析。

（4）本文运用了那些说明方法？请分别举例说明。（答出两种即可）