九章三号原型机是什么意思？

九章三号原型机是什么意思

0月11日，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中国科学院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，宣布成功构建255个光子的量子计算原型机“九章......接下来具体说说

我国的“九章三号”光量子计算原型机，运行速度为何这么快？

文 | 文史充电站

编辑 |文史充电站

在我国，关于一些精密仪器的领域内，目前还有一些关键技术问题还未突破， 甚至就连仿制其中的重要零部件都非常艰难。

就算是放在整个世界上， 也只有少数国家掌握这些高精尖技术 。而我国却只能凭借进口德国，以及法国的设备缓解我国面临的窘迫境界。

难道经过了这么多年的发展，我国真的在仪器研究领域还有无法突破的仪器难题吗？而这种仪器，究竟是为何这样难造就连我国花费了二十多年的时间都无法突破？

01无法研发但至关重要

这类仪器就是我们经常在电视里听到的精密仪器，我国最近几年发展迅速 ，却在精密仪器领域的研发进展十分缓慢。精密仪器中最难攻克的难关，其中就包括我们在医疗仪器中常用的核磁共振仪器、涉及到光学方面的高倍率显微镜、以及精密热成像仪器。

其中精密光学仪器的发展重点在于医学领域，主要是对可以看到的医学现象进行分析。 在医学中，很多不易观测到的细胞以及一些在教学过程中需要观测的微生物， 都是通过高精度的光学显微镜进行观测。

即使是如今需要研究出来的电子显微镜，同样也离不开这样的高精密设备。其中最关键的就是电子显微镜的镜头， 即便是再先进的显微镜最终也还是要使用这样的镜头 。其中的难点就在于，对极其微小的镜头进行抛光打磨。

而在修理之后还要保证镜头表面的光滑程度以及表面对应的弧度，这样的精加工如果是放在车床或者是电子元件上对我国而言确实没有非常大的难度。 但如果是放在光学仪器上，难度就提升了不止一个的档次 。

即便是现代科技非常发达，这种技术也还是需要进行手工操作去打磨。并不像其他仪器那样，能够去用机器设定好程序之后根据设定做到非常完美。当然这还只是其中一个精密的光学仪器设备。 即使在国内有人能够制造出来，这样的人才也是屈指可数的顶级工人 。

除了这种设备之外，另一个我国在医疗方面面临的难题，也就是大家常见的CT和磁共振医疗器械。如今这样的器械中，存在非常多的超导磁体。 因此在材料方面的进口以及制造难度，也是非常大的 。

我国在超导方面也是最近几年才成功量产高温超导材料，而这种量产的超导材料却仅仅用在高铁等交通建设上。在CT以及核磁共振机器方面，需要的超导仪器更加精密。即便是超导材料能够实现量产，在这方面的零件加工上同样存在非常大的难关。 加工的时候稍有不慎，就有可能会让整个零部件因为各种微观方面的原因失效 。

如今我国大多数的医院以及医疗机构用到的CT以及核磁共振仪器，主要来源还是日本、美国，另一部分则来源于德国进口 。有人可能会说，要不就把这些国家的进口仪器拆解一下，从其他国家的仪器里面去仿制出来。

其实这种想法我国的研究人员也早已经想到，但是在拆解之后发现很多的技术即便到了现在也很难设计出来。 甚至就连里面的一个非常不起眼的螺丝钉，我国在设计的时候都会遇到得畅达的困难 。

如果是选择磁性金属去设计，就会影响到一起运转时候的测量精密性。严重的甚至可能会因为内部在运转时强大的磁场，导致螺丝钉被吸入而破坏整个仪器。这时候可能就会有人想到， 能不能用那些不容易被磁化的金属设计 。

这一点也当然是被想到过，但是常见的金属例如铝。 虽然不容易被磁化，但是在强磁场的作用下会立刻烧红融化 。这种做法自然也是无法解决仪器制造的，可见这样一个至关重要的设备，都需要我国花费大量的心血去研究，更不用说接下来那些很难接触到的仪器了。

当今研究领域中，原子物理不论对于科研还是新型材料的制造，都是非常重要的研究内容之一 。其中最重要的两个精密仪器，一个是运用范围极其广泛的原子光谱分析仪。另一个比较少见，但对于我国而言更加重要的仪器也就是大家经常在科幻电影里听到的那种“高能粒子加速器”。

但遗憾的是，这两种仪器却同样也都掌握在欧美人群，以及日本科研团队的手里。我国目前各大高校使用的机器，实际上也都来自于这些国家。有人可能会疑惑， 这些仪器究竟重要到哪种程度？如果我国不用这些仪器，最后对我们到底会产生哪些严重影响 ？

这就要说到大国之间的科技竞争，虽然这些仪器确实不能直接影响到我们的生活。但是 如果没有这些仪器，我们很可能就会像当年的**战争一样 。而西方也很有可能利用这种方式，设计出来新的人造能源作为补给或者是意想不到的用途。

在这种情况下，如果我们直接放弃设这种仪器的设计。 很有可能会让国家在对抗发展的关键时刻，从优势变为劣势 。当然，前面虽然说到各种难点，但在经过了这么多年之后。我国也有了明显的进步，在机器的研发方面也做出了超越。

02加速器创造历史

实际上我国在2020年的时候，在大型粒子加速器领域就已经有了重大突破 。我国经过自身的努力，已经开始建设全球最大的粒子加速器。这样一个粒子加速器在建设的规模上能够达到曾经欧洲粒子加速器的三倍，并且在建设完成之后也能够更精准的控制粒子加速区间。

但是唯一不足的一点在于，据报道这个加速器的建设时间要持续八年。 从2020年开始建设，直到2030年才能够建设完工 。但在建设完成之前，欧美国家的加速器仍然是领先我国的粒子加速器的。

同时最近几年关于“量子理论”的研究，也多集中在电动量子力学以及量子色动力学方面 。其中最为关键的两大研究点，一个就是量子的临界质量是否能够早就超重子，另一个也就是在量子论中关于量子纠缠的研究突破。

这两项研究如果没有足够大的粒子加速器，对我国而言仅仅使用现有的粒子加速器确实非常难以验证。并且 在近几年欧美对量子纠缠和量子的干涉实验研究上最后的关键一步 ，还是要用大型粒子加速器对粒子进行碰撞。

并且这些年在物理学方面的诺贝尔奖项，主要也都是以量子的深入研究为主导。如果在这方面我国不能及时建立起来大型粒子加速器， 很有可能会导致我们只能眼睁睁的看着欧美国家一步一步实现新领域的技术** 。

当然，我国并不是每一项精密仪器研究都输给欧美。 在量子计算机方面，我国的研究在国际上也同样有着重大意义 。

03量子计算机不相上下

虽然说量子计算机原本是属于计算机领域的产物，但在制造过程中仍然离不开硬件的加工生产。 其中最关键的精密原件，实际上也全部都来自于我国自主研发 。自从我国公开发射量子卫星之后，欧美国家的各大计算机巨头企业就展开了量子计算机的研究计划。

我国在得知这一事件之后，也开始紧追不舍研制量子计算机。实际上在这方面的研究，我国一经加入研究，就在短时间内赶上了其他的国家。但 在最初研究的三年里，我国实际上一直相对于国外亚马逊以及谷歌的量子计算机研究领域，处于稍落后的地步 。

在2020年的年终报告中，我国在量子计算机的发展中还处在单量子比特加密的情况下 。谷歌公司以及亚马逊公司研发出来的计算机，已经达到了双量子比特加密的水平。在同样的一次信息传输中，谷歌和亚马逊的量子计算机可以传输更多的加密数据。

而我国在今年的10月份，研制出来“九章三号”量子计算机之后，迅速就超越谷歌公司的“悬铃木”超导量子计算机 。其中最为重要的，除了对线路的铺设有着非常搞得要求之外。对于机械元件的设计，以及微观光学电路刻蚀技术同样有着非常高的技术要求。

在国外的量子计算机中光子数还停留在216个光子的时候， 我国的量子计算机就已经突破了这一数量，达到惊人的255个光子数 。这样的数量也就完全可以做到采用传统计算机的显示方式，实现十六进制下的计算机运算效果，并且其运算速度也要远超传统计算机。

04医疗领域进展显著

在量子计算机研制成功的同时，医疗方面的核磁共振仪器也有了卓越的成就。当国外还停留在1.2T或者是2.0T强度的核磁共振医学仪器生产时， 我国已经在2022年研制出了5.0T强度的核磁共振仪器 。

这种仪器相比于西方的仪器，能够更清晰、准确的成像。从而 在对患者进行医学检查的过程中，对病灶以及病源组织更容易精准定位 。能够快速确定患者的病情，对于医生而言能够更加及时的会诊确定治疗方案。

并且这种仪器的造价要远低于欧美地区进口的仪器，这也让患者在治病的过程中减少医疗费用。那么问题来了， 为什么国外看不到我国这样先进的设备？同时还要对我国的国民宣传这样过的行业被垄断？

中国九章三号量子计算机简单科普一下

大家好！今天我们来聊聊一个超酷的话题——九章三号！对，你没听错，不是九章二号，也不是九章四号，就是九章三号！哎呀，这名字是不是听起来就很有古韵呢？它可是和中国古代的数学巅峰之作《九章算术》有关系哦！

九章三号是何方神圣？

九章三号可是咱们中国科研团队的大作！是一台基于光学系统的量子计算机原型机。啊哈，不懂光学系统？没关系，你只需要知道它超厉害就行了！有了它，我们中国在量子计算领域可是迈进了一大步呢！

九章三号有什么特点？

速度快得飞起！：你知道吗？九章三号解决数学问题的速度简直像闪电一样！它比现在最快的超级计算机还要快很多很多！原因是它利用了量子并行性，这种并行性让它实现了指数级加速，就像同时有千军万马一起冲锋一样！

用了光子的量子特性：九章三号采用的是高斯玻色取样算法，这种算法超巧妙地利用了光子的量子特性来计算。啊哈，光子可是个神奇的小家伙，它们有很多很多特性，而九章三号正是利用了这些特性才变得如此之快！

硬件上也毫不逊色：除了算法上的优势，九章三号在硬件上也进行了很多优化。比如提高了单光子源和探测器的效率，降低了光学元件的损耗等等。这些都让它的计算效率更上一层楼！

九章三号有什么意义呢？

哎呀，意义可大了！九章三号的成功研制，让大家看到了中国在量子科技领域的灿烂辉煌。它不仅展示了我们的领先地位，还预示着量子计算时代就快要到来了！量子计算机能解决很多传统计算机搞不定的问题。到时候，科研、工程、商业等领域都要发生翻天覆地的变化！

展望未来

哈哈，展望未来可就让人兴奋了！大家都期待着看到更多量子计算机的出现，也期待着量子计算技术在各个领域的广泛应用。不过啊，要实现这一切，还得克服很多技术和工程上的难关。咱们中国的科研人员可是勇往直前、无所畏惧的，所以未来一定会更多精彩的！

什么是“九章三号”？

10月11日，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中国科学院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，宣布成功构建255个光子的量子计算原型机“九章三号”。

其中提到九章3号量子计算机的速度比九章2号快了100万倍，相当于比美国之前的量子计算机速度快了10000万亿倍。“九章三号”的诞生主要是进一步巩固我国在光量子计算领域（与之对应的是超导量子）的领先地位。再度刷新了光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录。

什么是“九章三号”？

“九章”取名于中国古代数学名著《九章算术》，寓意着中国科学家对古代数学理论和现代量子技术的完美结合。“九章三号”是在“九章二号”的基础上，通过进一步的技术创新和突破，成功构建的更为强大的量子计算原型机。

“九章三号”是一款基于光学系统的量子计算原型机，其求解高斯玻色取样数学问题的速度，比目前全球最快的超级计算机快一亿亿倍。这样的成绩，不仅展示了中国在量子计算领域的实力，也预示着量子计算时代的到来。

而“九章三号”的成功研制，正是利用了这种量子叠加态的原理，通过操纵光子实现量子计算。这种基于光学的量子计算系统，具有稳定性高、可扩展性强等优点，为未来的量子计算发展提供了强有力的支持。

“九章三号”的发展历程

1.量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式，1981年，诺贝尔奖获得者理查德·费曼首先提出了量子计算机构想。

2.2019年，美国谷歌公司宣布研制出53个量子比特的计算机“悬铃木”，在全球首次实现“量子优越性”。

3.2020年，潘建伟团队构建76个光子的量子计算原型机，取名“九章”。“九章”处理高斯玻色取样问题的速度比当时最快的超级计算机快一百万亿倍，使中国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。

4.2021年，潘建伟团队成功研制113个光子的“九章二号”和66比特的“祖冲之二号”量子计算原型机，使中国成为唯一在光学和超导两条技术路线都实现量子优越性的国家。

5.2023年10月，中国科研团队宣布，成功构建255个光子的量子计算原型机“九章三号”，再度刷新光量子信息技术世界纪录。“九章三号”求解高斯玻色取样数学问题的速度比目前全球最快的超级计算机快一亿亿倍。

“九章三号”处理高斯玻色取样的速度比“九章二号”提升一百万倍，“九章三号”1微秒可算出的最复杂样本，当前全球最快的超级计算机“前沿”约需200亿年。

“九章三号”有什么意义？

“九章三号”的成功也进一步证明了中国在科技创新方面的巨大潜力。我们国家一直以来都非常重视科技创新的发展，投入了大量的资源和精力来推动科技进步。这样的政策导向和社会环境，为科研人员的创新活动提供了有力的支持。

这种基础科学的快速发展将带动相关产业的变革和突破。每一项基础技术的突破都会带来整个行业的颠覆性变化。根据九章3号的数据对比分析，中国在量子计算领域的领先地位将在未来继续发展，并产生实用化和工具化的应用。这将对我们的生活和思维方式产生前所未有的冲击。

目前的“九章三号”，还只是具有潜在应用价值的“单项冠军”。潘建伟团队表示，期待这次突破能激发科学界更多关于经典算法模拟的研究，解决各种科学和工程挑战，加快实现通用量子计算机。

未来，量子计算机还将在量子通信和量子编码方面取得重大进展。量子通信是一种前所未有的通信方式，它具有无法被绿色的特点。量子计算机的超高计算速度和加密方式将使传统的窃听和绿色技术无法跟上。

以上就是九章三号原型机是什么意思？的详细内容，希望通过阅读小编的文章之后能够有所收获！