量子计算机长啥样？中国科大教授告诉你

谷歌的最新量子计算芯片Willow引发了公众对于量子计算新一轮的关注。量子计算的原理是什么？真实的量子计算机到底长什么样？量子计算又是如何实现远超超级计算机的计算性能的？

12月14日，墨子沙龙携手上海图书馆，推出“神奇的量子世界：量子计算与量子模拟”科普报告。活动由中国科学技术大学教授汪野主持，同时邀请中国科学技术大学教授龚明、姚星灿和特任副研究员邓宇皓，共同介绍了量子模拟的基本原理和真实实验室样貌，并畅谈了量子计算科学家的科研生活。

四位嘉宾分别用乐高模型、鸡蛋壳小球模型、旋转马鞍面模型与高尔顿板等道具演示了超导量子计算机、冷原子量子模拟器、离子阱量子计算机、光量子计算机的基本原理。目前知名的量子计算机，如“祖冲之号”“九章号”“天元”都是通过这些基础原理制造而成的，但实现计算的物理系统不一样。

“九章号”是光量子计算原型机，实现了具有实用前景的“高斯玻色取样”任务的快速求解。目前，“九章号”求解高斯玻色取样数学问题，比全球最快的超级计算机快一亿亿倍，确立了新的算力里程碑。

“天元”是求解费米子哈伯德模型的超冷原子量子模拟器。2024年7月10日，“天元”以超越经典计算机的模拟能力，首次验证了该体系中的反铁磁相变，朝向获得费米子哈伯德模型的低温相图、理解量子磁性在高温超导机理中的作用迈出了重要的第一步。

“祖冲之号”是在二维结构超导量子比特芯片基础上构建的可编程超导量子计算原型机，为在超导量子系统上实现量子优越性展示，以及进行材料设计、药物分析等量子计算研究奠定了技术基础。

本次讲座同步展出了“神奇的量子世界：量子计算机”特别展览。为期一个月的展览位于上海图书馆东馆七楼北侧书架，生动有趣的漫画插图配合简洁明了的文字，辅以多种可动手体验的实验装置，能够让参观者更好地学习了解量子计算机。