“九章”問世，你了解量子戰(zhàn)爭嗎？

阿碩

汪汪快報

12月4日，中國科學技術大學宣布該校潘建偉等人成功構建76個光子的量子計算原型機“九章”，求解數學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。這一突破使我國成為全球第二個實現“量子優(yōu)越性”的國家。

俄羅斯媒體刊文指出，中國的量子計算原型機比現有最快的超級計算機快100萬億倍，擁有如此強大計算能力的設備軍事潛力巨大。中國軍方也對這非常有興趣，尤其是安全系統(tǒng)和特定武器中使用的人工智能技術，正在考慮制造完全由計算機控制的新一代戰(zhàn)機的可能性。

汪汪：200秒只是短短一瞬，6億年早已是滄海桑田。

打開“量子之門”

量子是什么？根據量子理論，量子是最小的、不可再分割的能量單位。物理書上提到的分子、原子、電子，其實都是量子的不同形式?？梢哉f，我們的世界由量子組成，我們每個人都是“24K”純量子產品。

在我們日常生活的宏觀世界里，物體的位置、速度等，都可以通過經典力學精確測算。但在微觀量子世界里，卻有著截然不同的奇妙物理規(guī)則，最有代表性的是“疊加”與“糾纏”。

在宏觀世界，任何物體在某一時刻都有確定的狀態(tài)和位置。但在微觀世界，量子卻同時處于多種狀態(tài)和多個位置的“疊加”。

物理學家薛定諤曾用一只貓比喻量子疊加：箱子里有一只貓，在宏觀世界中它要么是活的，要么是死的。但在量子世界中，它可以同時處于生和死兩種狀態(tài)的疊加。

如果用一個人來比喻，他不僅同時處于生和死兩種狀態(tài)的疊加，還可以同時身處多個地點，比如既在北京又在上海。

更難以想象的是，量子的狀態(tài)還經不起“看”：如果你去測量，它就會從多個狀態(tài)、多個位置，變成一個確定的狀態(tài)和位置了。也就是說，如果你打開“薛定諤的箱子”，貓的疊加態(tài)就會消失，你會看到一只活貓或一只死貓。而“量子人”的“分身術”也會消失，他會出現在北京或上海。

疊加已經很奇妙，但當兩個量子“糾纏”在一起，那種奇怪連愛因斯坦都難以接受。

根據量子理論，如果兩個量子之間形成“糾纏態(tài)”，那么無論相隔多遠，當一個量子的狀態(tài)發(fā)生變化，另一個也會“瞬間”發(fā)生相應變化。愛因斯坦曾把這一現象稱作“鬼魅般的超距作用”。

汪汪：太難理解了，我好像懂了，又好像啥都沒懂。

”九章“到底有多神

九章是一種使用量子力學的計算機，但它不是簡單的“進階版”計算機，和我們現在所理解的“電腦”差別很大。如果經典計算機是蠟燭，量子計算機就是電燈泡，二者都是為了發(fā)光，但是點亮方式不同、照亮范圍也有區(qū)別。即使你不斷改良蠟燭，也做不出來電燈泡。

九章在某個特定問題上的計算能力遠超現有最強的傳統(tǒng)計算機。它還可以通過量子計算機建立量子通信網絡和量子互聯網等。

在實用性上，九章也大有作為，如密碼破譯、大數據優(yōu)化、材料設計等，都可以獲得量子計算機的支持，從而解決重大的問題，并產生巨大的經濟價值?？茖W家預言，量子計算機會被廣泛使用，甚至每個人都可以使用。

量子計算機的發(fā)展，會為人工智能加持，從而減少AI應用方面的錯誤，并創(chuàng)造出允許早期診斷問題的智能系統(tǒng)，讓你家里的語音助手更聰明。如果運用量子計算機，只要其計算速度快過經典計算機100～1000倍，就有可能讓篩選藥物前期分子的效率提高到90%以上，費用減少。

此外，量子計算機的快速運算還有平常卻廣泛的運用。例如，送貨車如何選擇最有效率的路線送貨，可以借助量子計算機的幫助。這也絕非“大材小用”。

汪汪：之所以將這臺量子計算機命名為“九章”，是為了紀念中國古代數學專著《九章算術》。

量子計算

在去年8月，美空軍進行了人工智能大戰(zhàn)王牌飛行員的演習，在5輪模擬空戰(zhàn)中，人工智能以5：0的比分擊敗人類飛行員。同一個月，我國也進行了一場人工智能大賽，但卻是無人機和無人機之間的智能對抗，整個過程沒有飛行員參與，全是人工智能算法進行較量，這一理念比美國還要超前。若將來量子計算與人工智能算法結合，人工智能將進化到“超智能”，如果基于量子計算發(fā)展出的智能戰(zhàn)機，那么現役的所有戰(zhàn)機都將黯然失色。

想象一下，你擁有最聰明的“軍師”，它具備超強的運算能力，可以瞬間處理海量信息，分析出戰(zhàn)場局勢并找出最佳的作戰(zhàn)方案;同時它還可以破解地方的情報信息，快速找到對你有用的信息，準確預測出地方的動向;最后，超厲害的計算能力甚至可以直接幫你研發(fā)更加厲害的武器，讓你掌握主動。這就是量子計算機的厲害之處，有了它，你就有了最厲害的軍師。

量子探測

量子雷達，被喻為洞察千里的“火眼金睛”，能夠有效探測隱身飛機和隱身導彈。它體積小、功耗低、抗干擾能力強，不易被敵方電子偵察設備發(fā)現，并易于成像。就算是夜間或是充滿煙塵等能見度很低的情況，它也可以及時發(fā)現隱身目標，削弱敵隱身飛機威脅，實現高精度的預警、攻擊和摧毀能力，提高部隊戰(zhàn)斗力和生存率，還可進一步應用于導彈防御和空間探測，成為未來戰(zhàn)場上的“千里眼”和“順風耳”。

量子通信

還記得量子具有“糾纏”的特性嗎？利用這個特性，我們可以很方便的傳遞信息。而且這種方式非常的安全可靠，誰也無法破解，就算是在水中也可以暢通無阻。因為量子是不可分割或復制的，所以你根本不用擔心有人可以破解你想傳遞的信息。在戰(zhàn)場上，量子通信信道容量大、通信速率高、安全性好，可充分滿足戰(zhàn)場條件下對保密通信的迫切需求，令戰(zhàn)場通信駛入“快車道”，有了“安全鎖”。

汪汪：無論是想要聰明的“軍師”，還是想要火眼金睛的隱形克星，還是想要安全的信息“快車道”，最后還有新型裝備的研制與生產，無不滲透著“量子”的身影，未來的戰(zhàn)爭有相當大的一部分是量子戰(zhàn)爭。