远超美国“前沿”超算，中国“九章3号”算力比上一代快100万倍

诞生于1946年的全球第一台电子计算机“埃尼阿克”，采用的是电子管电路，它占地有一个房子那么大。这台计算机虽然每秒仅能完成5000次加法运算，400次乘法运算，但却比过去最快的计算工具快300倍，比纯手工计算快20万倍。第一台电子计算机的出现，为信息时代的到来奠定了基础。

后来集成电路的出现，特别是超大规模集成电路的应用，使得计算机变得越来越小巧，算力也越来越强大，能耗也越来越低，最终在互联网和多媒体技术的加持下，计算机已经成为了许多家庭必不可少的工具。

在信息时代，算力的重要性不言而喻，无论是影视后期做特效渲染，还是进行科学研究，高性能、高算力的计算机对工作的帮助都非常巨大。随着所要处理的数据越来越多，问题越来越复杂，人类对计算机算力的需求也水涨船高。

现在世界上最强大的一类计算机是超级计算机，在全球超算排行榜上，目前以美国能源部下属橡树岭国家实验室的“前沿”超级计算机为最，其峰值运算速度能够达到100亿亿次每秒，是地球上唯一的百亿亿次级超算。

超算可以执行大规模并行计算，可以极大的缩短计算时间。利用超级计算机，科学家可以更方便，更加快速地进行一些需要对大量数据进行计算处理分析的研究，比如基因分析、新材料开发等。

不过超级计算机虽然算力非凡，但又回到了过去，不仅占地面积大，功耗也大，只能在较为固定的场所进行工作，或者利用网络传输数据，远程调用超算资源进行计算。

自行车再怎么改进，在人力驱动下，也跑不过烧油或者电力驱动的摩托车，因为两者根本不在同一个维度上，后者对前者具有碾压性优势。如果要想算力呈指数式进步，仅靠堆数量，意义已经不大了，必须研发出新型的计算机，而量子计算机就是最有希望的候选者。

在量子计算机研究领域，我国一直处于世界前列。据中国科学技术大学的消息，该校潘建伟等主导的量子计算机研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，成功研发出了255个光子的量子计算原型机“九章三号”，再度刷新了光量子信息的技术水平，进一步巩固了我国在光量子计算领域的国际领先地位。

据悉，“九章三号”量子计算原型机在处理高斯玻色取样的速度比上一代“九章二号”快一百万倍，而“九章三号”在百万分之一秒时间内所处理的最高复杂度的样本，需要美国“前沿”超算花费超过二百亿年的时间。换句话来说，“九章三号”处理最高复杂度样本的运算速度是“前沿”超算的6307万亿亿倍。这是什么概念？真的难以想象。可见量子计算机一旦研究成功，算力将碾压超级计算机。

量子计算机的计算潜力之所以远超超级计算机，是因为两者不在同一个维度上。超级计算机以及普通计算机使用的都是二进制，也就是大家所熟知的0和1，对数据进行处理，而量子计算机采用的是具有叠加态特性的量子比特，这使得其具有极快的并行计算能力。

在光量子计算研究领域，我国能处于世界领先水平，离不开中国科学技术大学的专家，比如潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等，他们做出了许多重大贡献。

在此之前，2020年，中国科学技术大学的量子计算机研究团队成功研制76光子的“九章一号”光量子计算原型机。2021年，该团队又成功研制113光子的“九章二号”。2023年，255光子的“九章三号”也研制成功。这使得我国在光量子计算研究领域几乎一直处于领先地位。

就像可控核聚变的研究一样，量子计算机的研究也有很多路线，除了光学，还有超导、半导体、离子阱、量子拓扑等技术路线，至于哪条路线最好，这个目前谁也说不清，都是摸着石头过河。

目前我国除了在光量子计算领域处于国际领先地位，以“祖冲之2号”为代表的超导量子计算原型机，使得我国在超导量子计算研究领域也处于国际先进水平。

量子计算机研究的重要性不亚于可控核聚变，因此除了中国，美国等全球许多科技大国都在争先研究，就看未来谁能率先研制出世界上第一台具备实用性的量子计算机了。