“悟空”上线运行
2024年初,新一代的超导计算机上线。“本源悟空”搭载了72位的超导量子芯片,整体是国内目前最先进的超导量子计算机!
上线短短一周多的时间,该系统已经执行了3万多个运算。“悟空”面向全世界的用户限时免费开放,普通人的使用申请肯定不会通过,这面向的都是量子计算任务。
从访问量来看,截止到15日,远程访问的次数已经超过了35次,而且这一规模还在继续增长。
具体到已执行的运算任务,一共有37666条,已经完成计算的有33871个运算任务,其余的运算任务还在排队运算中。
这么多的访问量,都是哪些国家来使用的呢?
61个国家远程使用,美国注册用户最多
根据该计算机云平台的负责人介绍,上线一个星期后,远程访问的用户来自61个国家,像美国、日本、俄罗斯、加拿大、新加坡、保加利亚等国的用户都进行了远程访问。
其中美国注册访问的用户数量是最多的,他们的访问次数已经成为国外访问人数最多的国家。
郭国平是第三代超导量子计算机的研究负责人,他向媒体表示:
美国的量子计算机虽然不对中国开放,不过我们自己还是要秉承科学探索无国界的理念,向全世界的用户开发服务。
在量子计算领域,美国人始终表现的不大度。还在2021年底,美国多个部门联合对我国在量子计算技术上施行技术封锁。美国宣布实施封锁的,是我国的27个实体以及个人。
此前,斯坦福大学的一位教授就分析称,美国和中国在量子计算领域的竞争,未来势必还会进一步加剧。
2023年,澳大利亚的一项研究表示,在量子技术领域,美国目前唯一对中国具有优势的就是量子计算了,但近年来中国的研究成果正在和美国的优势缩小。
正因为存在竞争和技术差距缩小,美国才一度不顾脸面的处处针对我们。2023年8月时,拜登就曾签署新的行政令,限制美国企业在半导体、人工智能、量子计算等领域,对中国投资和交易。
一边是美国人施行技术封锁,一边却是我们进行技术开放,这种反差让很多人感到很不爽。
我们吃亏了吗?
从技术的角度看,美国封锁看似是保护,但是封闭也隔绝了技术上更广泛的交流,尤其是使用背后的一整套标准机制。
我国开放给全球使用,在扩大用户群体使用范围的同时,也等于是在让世人适应我国的标准机制。
举一个不太恰当的例子,电脑和手机上,系统生态相当关键,直接关系到有无软件企业依照该系统进行开发,最终则关系到该系统的用户数量。
如果一个系统是封闭的,等于是隔绝了跟外部的交流机制,在和用户之间的适应性减弱的同时,也等于在驱赶软件企业。
最终,该系统的生态无法完成构筑,因为相关的机制标准不再围绕它运行,而是会选择其他的代替品。
在美国对我国封锁,我国向世界开放的问题上,技术领域的适应,最终会影响到用户群体的选择。
当然,美国或许只针对我国进行封锁,对他国则没有。在这种情况下,我国就更要执行免费开放的政策,毕竟孤芳自赏并不能推动科技真正的进步。
而且,使用我们平台的本身,也是我们了解用户用途的过程。国外用户使用我们的平台进行计算,整个过程和结果,我们的平台也是能获取到的。
不管计算的用途究竟是用于什么,但每项计算背后我们多一份了解,对于科研整体也是一种收获。
就像上面所说到的,这是执行量子计算任务的计算机,不是用来娱乐和休闲的,通过了解各项任务,在技术上能得到更多的互动,整体上也能了解和掌握世界的科研动态。
还有一点,新一代的“悟空”刚刚上线,免费放开使用,也是对整套系统性能的检验。计算能力如何,每个步骤和性能有没有需要改进的地方,这对于下一代产品的研究都是有助益的。
最为关键的是,负责方也说的很清楚了,是“限时免费”开放。就是说未来在常态化的使用中,肯定也是要收费的。
所以趁着现在免费的窗口期,大量国外用户申请使用,也就不奇怪了。这既能建立起我们的产品口碑,也能逐步培养使用习惯和标准机制,所以从多个角度看,我们并不吃亏。
反倒是美国人,将自己的产品给藏起来,事实上是一种恐惧心态。而这种心态的背后,又意味着自身在技术上的掌控优势,已经越来越不明显。
在没有更好办法的情况下,美国人只能凭本能来行事了,这种本能就是恐惧和拒绝。也可以理解为,美国正在失去早年革新突破的思维。至少在技术层面,他的发展不再是以往一骑绝尘的状态,往往面临我国的追赶甚至反超。
量子计算领域的优越性
我国的量子计算机不光有刚上线的“本源悟空”,还有在此前上线的“九章二号”和“祖冲之号”。
无论是技术研发还是运算,都获得了国际学术界的认可。而且,我们是两条腿走路,上述两款量子计算机,属于光量子和超导两种技术类型。
当然,这一领域的突破是先来自美国的。2019年谷歌推出的“悬铃木”,其数学算法的计算能力只需要200秒。而传统的超级计算机,运算时长需要48个消失。
美国率先出线,不过他的优势并没有保持多久。2020年,我国的“九章二号”就完成了数学算法领域高斯玻色取样,所需时间200秒。
同等情况下的超级计算机,据说完成计算需要6亿年。这意味着美国人的优势未能独享,我国在量子计算上也具备了优越性。
到2021年,“九章二号”的求解计算能力,比超级计算机快了10的24次方倍。同样,新推出的“祖冲之二号”的计算复杂程度,比此前的“悬铃木”高了100万倍。
我们不但追上了美国人,而且在优势上还有反超之势。
从整体来看,量子技术领域,主要分为计算、通信和精密测量三大类型。
我国的量子通信已经是领先世界,此前发射了“墨子号”卫星,2021年又建成了星地量子通信网,500公里长的现场光纤量子通信更是打破了世界记录。
在量子精密测量领域,近年来我们完成了200公里单光子三维成像,探测到了单个DNA分子的磁共振谱等等。
从量子技术领域的整体科研论文看,美国以12000篇的研究论文数量位列第一,我国以近10000篇的数量紧随其后。此外,德国、日本和英国则排列在第三到第五。
所以就整个量子技术领域来看,我国和美国的技术平分秋色,处在研究和技术应用上的第一梯队。
如此好的成绩,我们是以落后20年的现实情况,而后又以赶超的姿态完成逆势而上的。
发展上的追赶和超越
20世纪初,量子理论出现曙光,大国的实际研究则是从半个世纪后开启。那时候我们不要说研究量子,就连肚子都还没有填饱。
第一次接触到相关的研究,是上世纪80年代出国留学的学生,我们是全方位空白,此刻还完全不知道这是什么。
直到1984年,国内的一些大学,才正式开设了量子领域的一些专业课程。除此之外,大量的留学生开始到欧美等国学习。
从那以后,我们追赶的脚步始终没有停歇。到上世纪90年代,一批世界一流的学术人才已经学成。但他们不仅仅想成为一流的学者,更想在下一步让国内整体的量子技术上一个台阶。
就这样,首批的学成人才回国,而后我们自己培养的第二批第三批人才逐渐起步,这期间也伴随着各地研究所和平台的构筑。
可以说,在这一领域的追赶和研究,是系统性的全过程发力。没有这种赶超心态,没有国家从基础层面的支持,我们不可能从落后20年,逐渐成长为在世界上和第一争高下。
量子技术的第二次革新高潮
正是量子技术的出现,引发了20世纪第一次的量子技术发展浪潮,并最终催生出了现代的信息技术。
如今,量子技术领域又有了新理论和新发现,在科学家看来,新技术的集中涌现,意味着量子技术第二次的革新浪潮已经到来。
具体到实际应用中,未来的计算能力借助量子技术可以实现指数级跨越,通信领域的保密级别能达到百分百完美,精密测量更是可以让数值提升到原子单位级别。
科学界目前认为,未来研究出普遍应用的量子计算机,可能还需要10年到15年左右。就是说,现在的“本源悟空”还是只限定科学家用的,下一步的量子计算机将会逐步走进千家万户。
至于其他领域量子技术的应用,未来的发展就更具有想象的空间了。
结语
“本源悟空”上线,而各国围绕量子技术领域的竞争才刚刚起步。法德两国分别在量子技术领域的投入,加起来就将近40亿欧元。日本和澳大利亚,也在投入巨资推动量子技术的商业化运用。
而在国内,从产业到技术再到人才,哪一项都是未来量子技术深入发展的关键。技术上需要突破环境的限制,产业布局需要完成生态构筑,人才方面的需求则是多多益善。
业内人士此前就公开表示过,全球的量子人才极度奇缺,下一步高校人才的培养,以及企业和各专业的直接对接,将会变得更频密。
所以说,更年轻的00后们,未来的发展和产业方向已经很明确了,有意愿从事这一行的,现在就该抓紧“上车”了。
世界,需要量子去丈“量”。
参考资料:
《我国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上线运行》 科技日报 2024年1月8日
《中国量子科技,只看这一篇就够了》 新华社 2021年12月20日
《“本源悟空”全球访问数据公布,美国用户最多》 科技日报 2024年1月16日