中國量子電腦原型機「祖沖之三號」運算速度驚人，超越全球最強超級電腦

近年來，許多機構和私人企業紛紛宣稱達成「量子霸權」，即量子處理器能夠比傳統超級電腦更快完成特定計算。最新加入這場競賽的是中國的「祖沖之三號」，這是一款由105個量子位元（qubits）組成的超導量子電腦原型機。量子位元是量子電腦中的基本單位，相當於傳統電腦的二進位制位元。

根據中國研究人員的說法，目前全球排名第二的超級電腦「Frontier」需要近60億年才能完成的計算，祖沖之三號僅需幾分鐘即可完成。至於最近才上線的全球最強超級電腦「El Capitan」，是否能在運算速度上有所突破，仍有待觀察。

祖沖之三號所執行的任務稱為「隨機電路取樣」（Random Circuit Sampling, RCS），這是一項已被廣泛認可（儘管偶有爭議）的量子計算基準測試，雖然沒有具體的實際應用，但能有效評估量子電腦的效能。簡單來說，量子處理器會生成隨機量子電路並評估其輸出結果，而這正是量子電腦相較於傳統電腦的優勢所在。

中國科學技術大學在一份宣告中表示：「為了評估祖沖之三號的能力，研究團隊在系統上進行了一項83量子位元、32層的隨機電路取樣任務。與目前最優的傳統演算法相比，其運算速度超越了全球最強超級電腦15個數量級。此外，它也超越了Google於去年十月釋出的最新成果6個數量級，成為迄今為止超導系統中最強的量子計算優勢。」

如果這些資料得到證實，意味著祖沖之三號在RCS任務上的速度比Frontier快200萬億倍，比Google的Sycamore快約100萬倍。不過，這款新晶片似乎並未超越Google的Willow，根據Google的官方新聞稿，Willow的運算速度比祖沖之三號快100億倍。

儘管這些量子處理器能夠執行一些令人驚嘆的任務，但它們並非能徹底改變一切的量子電腦。基於我們目前的知識、技術和方法，現有的量子處理器仍缺乏實際應用。事實上，去年Google曾發起一項全球競賽，提供500萬美元獎金，希望能找到量子電腦的實際用途。然而，幾週前，一款量子裝置被用於模擬宇宙可能的簡化版終結場景，這確實需要量子電腦才能完成。

這項研究已發表於《物理評論快報》（Physical Review Letters）期刊。