1台就超越全球最快超級計算機百億億倍：中國正領跑

超級計算機的意義相信大家都有了解，其在國防科研領域起到的無可替代的作用，無論是從現在航空、航天的空氣動力研究，還是各種流體和場效應分析-連航空母艦艦島都需要通過超級計算機吹風后才能進入下一個階段的理論模型測試等等諸多方面，可以說是跟我們的國防科技緊密相關，所以中國現在才不斷追求更快的超級計算機。目前位列全球TOP500首位的」太湖之光「超級計算機就是使用中國」神威「系列CPU的國產化超級計算機。不過其佔地面積和能源消耗其實都相當巨大，所以人們一直在想是否能夠有替代這種龐大超級計算機工具呢？就像當年的美國研製的ENIAC（埃尼阿克）計算機一樣，其性能甚至還比不上今天的手機。

隨著中國自行研製「墨子」號量子通訊衛星升空，量子技術再度受到高度關注。當然，量子衛星的首席科學家潘建偉院士也成為了採訪關注的焦點，在接受權威媒體採訪時他透露了一個關鍵信息：將來只要實現了能操控100個粒子的量子計算機，在某些特定功能上就比現在最快的「太湖之光」快百億億倍，也就是說10的18次方的速度提升。這也為我們揭開了另一個全新領域，量子計算領域。由於量子本身的多態特性，其進行的不是單步逐行的分布式進行，而是同時完成。非常適合大規模數據計算。

根據潘建偉院士的說法，我們可以進行如下猜測，隨著未來數據量的駐日增加，要處理的數據位數（數據的長度）就會成幾何層級的疊加，舉例來說現在要對一個129位數字進行分解質因數計算，需要全球1600台超級計算機，並行工作長達8個月；而於對一個140位數字進行分解質因數，時間將會變成百年。但是如果有了一台量子計算機，數秒內就能得到結果。這個大致上類似於這樣一個計算過程：999999=3 x 3 x 3 x 7 x 11 x 13 x 37，而上文說的129個9分解計算，大家可以想像下難度多大。分解質因數是現代科學計算中最基礎的計算之一了。僅僅這樣一個小例子，我們就不難看出量子計算機的重大意義。現在傳統計算機已經收到了物理瓶頸限制，在模擬大量物理計算時，比如遺傳演算法，高精度流體模擬，以及大家熟知的核爆炸模擬式，都需要等！而且等待的時長根據複雜程度不同，而大不一樣。就算提交給「天河」系列超級計算機的普通任務可能也需要數天才能得到答案。如果換了量子計算機，一切大不同，所以全球現在都在對量子計算機投入重金進行研製。

根據央視的報道稱，中國的量子計算機研究已經取得了突破性進展，中國科大的量子實驗室已經成功研發了半導體化的量子晶元，大家都知道對於CPU這個大腦來說，其中的諸多小型晶元才是取決性能的關鍵，最終組成大量的組合電路，最終完成運算工作。不過現在人類對於量子的控制能力有限，中國這次公布的半導體化的量子晶元就是一種非常有益的嘗試。儘管這塊晶元必須要在底溫而且有磁場輔助的設備中才能工作，而且配合它存儲使用的量子存儲晶元也跟玻璃磚般大小，總之距離實用化仍有距離。但是畢竟這是中國率先研製處的下一代超級計算機的最初原始部件之一。由於我們電子領域的飛速發展，這些都不會是難題，未來10到20年將會有可能做出完全狀態的量子計算機。而中國目前已經走出了第一步，研發了量子CPU的核心部件之一，未來的競賽比的就是誰發展更快了。

量子計算機目前是一項顛覆性的技術，一旦哪國成功研發，就可以破解現在所有的密碼（除量子密碼以外），另外還可以解決大數據計算的難題。因此全球都在這一領域內重金投入研發，多國都在爭奪話語權。誰能夠率先掌握一門技術，誰就能構築起自己的技術壁壘。這個跟當年兩大CPU巨頭成立之初差不多，誰先研發，誰先商業化，誰就能取得領先，剩下就是一代接著一代迭代研發，只要比別人先研發出來，誰就能構築起一道堅硬的技術壁壘。中國目前確實已經處在了較為領先的地位，並處於領跑階段。未來是否能夠把量子技術實用化，還需要科學家們更多的努力，加油前進吧，中國的科技人員們！

全文結束，謝謝大家之前的指教，歡迎更多理性點評和互動！

TAG:無名高地 |

※中國擬研發百億億級超級計算機 秒殺目前最快超算「神威」
※世界最強超級計算機在中國：「神威」10億億次每秒全用國產晶元
※百億億次超級計算機啟動研製：速度將十倍於目前世界最快
※中國擬研發百億億級超級計算機 秒殺目前最快「神威」
※全球超級計算機500強：美國三甲不入
※美斥資2.58億美元研發超級計算機 旨在趕超中國
※我國首台千萬億次超級計算機飽和運行:在線任務超1400個
※日本擬造世界最快超級計算機 每秒計算13萬億次
※日本計劃建造130千兆、速度超過中國的超級計算機
※國產世界最快超級計算機開機1分鐘 地球人算32年
※中國啟動研製百億億次超級計算機樣機 兩年內完成
※韓媒：韓國最頂級超級計算機水平僅為中國的2.6％
※中國超級計算機模擬出世界最大虛擬宇宙，13億年前的！
※「中國神威」以每秒12.5億億次的計算能力，成功獲得全球超級計算機500強第一，美國20年無緣前三
※最快超級計算機運算速度有多少個0？中國誓奪這個桂冠
※我國新一代百億億次超級計算機研製啟動
※醞釀中的第一台百億億級超級計算機，中美爭霸誰將拔得頭籌？
※全球超級計算機500強：中國前2名，美國首次無緣前三
※超級計算機成功模擬宇宙140億年演化