國這種新式計(jì)算機(jī)一經(jīng)出世，就在計(jì)算一種極難問題的速度上，領(lǐng)先了當(dāng)前人類最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)100萬億倍。換句話說，超級(jí)計(jì)算機(jī)花6億年才能完成的工作，它只需要200秒。而它的出現(xiàn)也成功讓我國躋身進(jìn)了量子霸權(quán)的領(lǐng)域，今天就跟大家聊聊我國的“九章”量子計(jì)算機(jī)，它的出現(xiàn)對(duì)于我國來說又有什么意義呢？
既然說到了計(jì)算機(jī)，就不得不說人類計(jì)算的發(fā)展歷史。我們都知道當(dāng)今世界幾乎由電腦和網(wǎng)絡(luò)主宰，而人類發(fā)明的電腦其本質(zhì)就是為了計(jì)算。因?yàn)樵诳茖W(xué)家看來，宇宙中的所有問題背后的原理其實(shí)都是一條條算式，若是摸清規(guī)律，任何問題都可以得到解決。
目前世界公認(rèn)的人類最早的計(jì)算機(jī)其實(shí)就是我國算盤，這是一種純機(jī)械式的計(jì)算機(jī)。作為最原始的計(jì)算機(jī)，它并不能自主運(yùn)算，更多依賴的其實(shí)是人工手動(dòng)。正因如此，它的計(jì)算效率并不高，能夠快速解決的無非是一些簡單的加減乘除等運(yùn)算。
可隨著時(shí)代發(fā)展，人類社會(huì)的效率越來越高，需要處理的信息量也越來越大。這時(shí)候傳統(tǒng)的機(jī)械式計(jì)算機(jī)就無法滿足人們的要求了，必須有一種運(yùn)算速度更快的機(jī)器才行。在這樣的情況下，利用電能的計(jì)算機(jī)就此誕生。我們現(xiàn)在常用的無論是電腦還是手機(jī)，亦或是各種類型的電子產(chǎn)品，其計(jì)算的本質(zhì)其實(shí)都是一樣的。
不過雖然芯片的計(jì)算能力很強(qiáng)，但它依然存在無法解決的問題。比如目前人類最強(qiáng)大的電子計(jì)算機(jī)“富岳”，在處理一些極難問題的時(shí)候他依然得用上千年甚至上萬年的時(shí)間來完成計(jì)算，而這樣的運(yùn)算速度對(duì)于人類顯然是沒有意義的。
所以在進(jìn)入20世紀(jì)后，量子力學(xué)這種全新理論的出現(xiàn)，讓整個(gè)世界仿佛進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代，更是對(duì)我們傳統(tǒng)的世界觀提出了挑戰(zhàn)。量子力學(xué)中最著名的假說就是薛定諤的貓了。簡單來說，這是一只能夠以任何方式存在的貓，只有當(dāng)你看到它的時(shí)候，它是死是活，是站是臥才能被確定。也就是說在量子領(lǐng)域，一切物質(zhì)存在的狀態(tài)都是疊加的，都有著無限的可能性。
正是由于這個(gè)原理，量子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)了。可以這么理解，我國九章的出現(xiàn)，就是打破人類傳統(tǒng)認(rèn)知的一塊敲門磚。
我國九章計(jì)算機(jī)光是輸出態(tài)空間就達(dá)到了10的30次方，我們可以將輸出態(tài)空間理解為它計(jì)算問題的結(jié)果。而目前人類為記錄這些結(jié)果，用光世界上所有的光盤、硬盤恐怕都不夠，由此可見它的計(jì)算力有多么強(qiáng)大。
也正因?yàn)榫耪掠?jì)算機(jī)的種種性能指標(biāo)猶如天文數(shù)字一般，超過人們的想象力太多。因此當(dāng)我國科學(xué)家將它能做到的事情公布后，許多人第一時(shí)間的反應(yīng)不是激動(dòng)，而是認(rèn)為我們?cè)诖蹬！?/strong>
其實(shí)在更早一些時(shí)間，美國的谷歌公司就研發(fā)出了一款量子計(jì)算機(jī)，而谷歌也就此提出了“量子霸權(quán)”的說法。這里要解釋一下，量子霸權(quán)也被翻譯為量子優(yōu)越性。與我們通常理解的國與國之間的關(guān)系不同，量子霸權(quán)的意思是“如果量子計(jì)算機(jī)對(duì)某種問題的計(jì)算能力超過最強(qiáng)的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，那么就能證明量子計(jì)算在未來對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)有著碾壓般的優(yōu)勢”，換句話來說，量子霸權(quán)指的就是兩種計(jì)算機(jī)之間的關(guān)系。
我國的九章計(jì)算機(jī)，是專門針對(duì)解決“高斯波色采樣”問題的計(jì)算機(jī)。這個(gè)問題簡單來說就是，面對(duì)一個(gè)高爾頓版，將許多小球從最上方扔下，掉落的每一顆小球都有可能向左也有可能向右，而到了下一層又會(huì)有著同樣的選擇，所以當(dāng)許多小球都遵循這種隨機(jī)掉落的模式時(shí)，要想統(tǒng)計(jì)它們的規(guī)律計(jì)算量無疑是非常大的。
目前人類算力最強(qiáng)的“富岳”超級(jí)計(jì)算機(jī)，在擁有5000萬個(gè)樣本的情況下，計(jì)算這個(gè)問題足足需要6億年，換句話來說，可能人類早都滅亡了，它還沒有算出結(jié)果。而我國的九章在同等條件下計(jì)算這個(gè)問題只需200秒，這對(duì)于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)來說就是不折不扣地降維打擊。
我們?cè)賮碜鲆粋€(gè)橫向?qū)Ρ龋饲?strong>美國的懸鈴木也是一種量子計(jì)算機(jī)，可在同等條件下計(jì)算高斯波色采樣問題，九章也要比它快100億倍。可以說，我國的這款量子計(jì)算機(jī)在這種問題的計(jì)算上不光達(dá)到了量子霸權(quán)，更是在算力上遠(yuǎn)超過美國。
那么既然量子計(jì)算機(jī)擁有如此強(qiáng)的能力，是否意味著它已經(jīng)能進(jìn)入民用或軍用，徹底讓我們進(jìn)入新時(shí)代呢？其實(shí)這個(gè)問題目前的答案是不能。因?yàn)?strong>不管是我國的九章還是美國的懸鈴木，都是“單一”用途的原型機(jī)，也就是說它們只能針對(duì)一種問題做高速運(yùn)算。
這是因?yàn)榱孔佑?jì)算機(jī)是基于量子疊加狀態(tài)這種神奇的效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，如果用科幻片中常用的設(shè)定打比方：那就是我們一旦輸入問題，立刻就有無限個(gè)空間的計(jì)算機(jī)同時(shí)進(jìn)行計(jì)算結(jié)果，這樣的話每個(gè)計(jì)算機(jī)分到的任務(wù)就會(huì)很少，因此效率很高。而我們只需要將這些空間內(nèi)的計(jì)算結(jié)果加以收集和記錄，問題就迎刃而解了。
但問題是，量子的疊加狀態(tài)是非常不穩(wěn)定的，一旦人類操作不當(dāng)，這些數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。從這點(diǎn)上看，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)比起量子計(jì)算機(jī)還是有著無與倫比的穩(wěn)定性。不過科技永遠(yuǎn)是向前發(fā)展的，而我國的九章只是一種原型機(jī)，也就是說這種技術(shù)目前全人類都在試驗(yàn)階段，一旦能解決其不穩(wěn)定的問題，人類的科學(xué)必定會(huì)上升到新的高度。
比如我國目前在可控核聚變領(lǐng)域雖然取得了世界前所未有的突破，托卡馬克反應(yīng)堆的首次放電也讓其他國家為之一震。因?yàn)橐坏┤祟惸苷莆湛煽睾司圩儐栴}，那么所有能源都將用之不竭。不過，我國現(xiàn)在面對(duì)的無法長時(shí)間控制核聚變的問題主要就卡在材料上，而量子計(jì)算機(jī)若是能針對(duì)特定材料進(jìn)行模擬計(jì)算，技術(shù)已經(jīng)達(dá)標(biāo)的我們很快就能將可控核聚變技術(shù)應(yīng)用在生活中。
不光如此，包括人工智能、軍工科學(xué)等眾多領(lǐng)域，一旦有了量子計(jì)算機(jī)的加盟，算力大幅提高的我國必將實(shí)現(xiàn)越來越多的突破。所以量子計(jì)算機(jī)并不是一些人口中的忽悠工程，而是各大國都在爭先恐后競賽的新興領(lǐng)域。
而現(xiàn)在的世界上只有我國和美國有能力研發(fā)量子計(jì)算機(jī)，也就是說，我們目前的競爭者只有美國。誰能在這個(gè)領(lǐng)域率先取得技術(shù)上的領(lǐng)先，就能將量子霸權(quán)變?yōu)閷?shí)打?qū)嵉募夹g(shù)壟斷。
但就目前的情況來看，我國已經(jīng)站在了這條關(guān)鍵賽道上，并且在起跑階段領(lǐng)先了美國。不過我們要知道量子計(jì)算機(jī)的競賽這不是短跑比賽，而是一場短則十幾年長則幾十年的馬拉松。路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索，在給我國科學(xué)家默默加油的同時(shí)也要相信，我國未來一定會(huì)因量子領(lǐng)域在世界上擁有舉足輕重的地位。
然說移動(dòng)設(shè)備近幾年大放異彩發(fā)展迅速，但是作為企業(yè)來說筆記本或者PC無疑仍然是最主要的辦公工具。隨著時(shí)間的積累，企業(yè)都會(huì)出現(xiàn)辦公主機(jī)運(yùn)行緩慢的現(xiàn)象，有時(shí)候甚至嚴(yán)重影響了辦公效率。這時(shí)候作為企業(yè)的IT經(jīng)理就需要抉擇到底是給PC或者筆記本進(jìn)行升級(jí)，還是淘汰他們來購置新的辦公設(shè)備。
其實(shí)對(duì)于很多IT經(jīng)理來說這都是一個(gè)不小的難題。為了得到更多數(shù)據(jù)，我們收集了350位IT專業(yè)人士的選擇，結(jié)果顯示選擇升級(jí)設(shè)備的IT經(jīng)理是選擇更換設(shè)備IT經(jīng)理兩倍之多，以下是具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
·350位IT經(jīng)理調(diào)查數(shù)據(jù)
·升級(jí)或者更換硬件的主要依據(jù)
透過數(shù)據(jù)來分析，50%的IT經(jīng)理通常選擇升級(jí)老舊電腦，28%選擇重新安裝電腦系統(tǒng)并重新安裝辦公軟件和所需的業(yè)務(wù)軟件，只有19%的IT經(jīng)理選擇更換老舊電腦。
解讀第二組數(shù)據(jù)，可以反映出成本效益對(duì)于IT經(jīng)理來說至關(guān)重要。在時(shí)間和金錢方面，他們需要權(quán)衡。
如上圖所示，選擇升級(jí)臺(tái)式機(jī)或者筆記本的IT經(jīng)理更加考慮金錢成本。比如一臺(tái)PC如果通過更換從4GB升級(jí)到8GB英睿達(dá)內(nèi)存，再加一塊英睿達(dá)275GB固態(tài)硬盤后，可以滿足現(xiàn)階段辦公效率，這樣成本通常比采購全新機(jī)器要節(jié)省75%。
而只有當(dāng)辦公PC或者筆記本已經(jīng)嚴(yán)重制約了工作效率，無法通過升級(jí)進(jìn)行彌補(bǔ)，那么更換新硬件無非是最快且最經(jīng)濟(jì)的解決辦法，可避免公司業(yè)務(wù)受到影響。
·辦公用PC或筆記本電腦生命周期
大多數(shù)IT經(jīng)理表示其電腦更換周期在3-4年。這里一些小型企業(yè)往往傾向于通過升級(jí)來延長使用周期，直到電腦徹底無法升級(jí)才進(jìn)行更換。
·透過調(diào)查得出的結(jié)論
·何時(shí)升級(jí)您企業(yè)中的電腦
1、如果要升級(jí)電腦，需要確保目前電腦沒有硬件方面的故障。目前大多數(shù)企業(yè)電腦，在運(yùn)行時(shí)CPU很少出現(xiàn)性能不夠的情況，往往是內(nèi)存容量過小、機(jī)械硬盤響應(yīng)時(shí)間過慢等病癥。所以需要確保您的電腦是否有多余的內(nèi)存插槽，是否有升級(jí)固態(tài)硬盤的接口。
2、員工主要將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，因而安裝SSD就變得簡單便捷，不需要進(jìn)行過多的數(shù)據(jù)交互。使用固態(tài)硬盤可以大幅提升辦公效率，得益于固態(tài)硬盤的高速響應(yīng)特質(zhì)。
3、使用運(yùn)行速度緩慢的系統(tǒng)的員工不樂意接受技術(shù)方面的改變，他們更愿意進(jìn)行升級(jí)。
4、員工經(jīng)常投訴電腦運(yùn)行速度緩慢，您需要部署快速且成本較低的解決方案。
升級(jí)建議：升級(jí)建議同時(shí)增加 RAM 和 SSD，因?yàn)?RAM 有助于提升應(yīng)用程序內(nèi)的性能，而 SSD 有助于即時(shí)存取所有數(shù)據(jù)，并通過更換電腦中最易發(fā)生故障的組件（即機(jī)械式硬盤）來延長電腦的使用壽命。
寫在最后：您缺少什么資源：時(shí)間還是金錢，抑或二者均不充裕？不同企業(yè)有不同的情況，但是接受調(diào)查的 IT 經(jīng)理選擇升級(jí)系統(tǒng)的人數(shù)是選擇更換系統(tǒng)的人數(shù)的兩倍多。總的來說，如果是缺少金錢，那么最好在更換電腦之前考慮升級(jí)。如果時(shí)間比較緊迫和/或預(yù)算較為靈活，那么建議您更換老舊的系統(tǒng)。如果您正在考慮重新映像并重新部署有問題的舊硬盤，那么現(xiàn)在可能就是使用更快速可靠的硬盤徹底更換該硬盤的好時(shí)候。只有您才知道這兩種方案對(duì)于您的企業(yè)文化和 IT 有什么特別的細(xì)微差別。請(qǐng)根據(jù)您以及您的用戶的特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)姆桨浮煞N方案均可實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果，即更快的運(yùn)行速度，更高的生產(chǎn)力。
一看，眼前這臺(tái)飛魚牌機(jī)械式計(jì)算機(jī)好似一部老式按鍵電話，表面黑白相間，泛著斑斑銹跡。它由上海計(jì)算機(jī)打字機(jī)廠制造，是我國研發(fā)“兩彈一星”的同款計(jì)算工具，因其需搖動(dòng)手柄完成運(yùn)算，也稱“手搖式計(jì)算機(jī)”。在我國導(dǎo)彈事業(yè)起步時(shí)期，手搖式計(jì)算機(jī)承擔(dān)了繁重的計(jì)算任務(wù)，取得大量成果，立下赫赫戰(zhàn)功。
1959年6月，正當(dāng)我國原子彈研制如火如荼進(jìn)行時(shí)，中蘇關(guān)系破裂，蘇聯(lián)撤走專家，以鄧稼先為代表的科研工作者們堅(jiān)持研究原子彈制造。在研究起步階段，最為困難的數(shù)據(jù)計(jì)算卻靠手搖計(jì)算機(jī)和計(jì)算尺，甚至是算盤運(yùn)算。為得到一個(gè)數(shù)據(jù)，往往需要上百步計(jì)算，這是個(gè)極端考驗(yàn)意志力的過程，也是一個(gè)在迷霧中探路求證的過程。
手搖計(jì)算機(jī)通過齒輪運(yùn)作，一般只能做加減乘除四則運(yùn)算。如果輸入三角函數(shù)和對(duì)數(shù)，需要查表進(jìn)行；如果計(jì)算中有括號(hào)，需要用紙筆記錄使用中搖手的正、反轉(zhuǎn)圈數(shù)。科研工作者們經(jīng)常八個(gè)小時(shí)算，八個(gè)小時(shí)琢磨方案，一個(gè)月只能算一個(gè)結(jié)果。為了得到一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，科研工作者們?nèi)嗟梗?臺(tái)飛魚牌手搖計(jì)算機(jī)日夜連軸轉(zhuǎn)，耗時(shí)近一年的光景終于摸清了原子彈內(nèi)爆過程的物理規(guī)律，這就是被廣為稱道的“九次計(jì)算”。
從1956年決策研制“兩彈一星”，到1964年第一顆原子彈成功爆炸，到1967年第一顆氫彈成功空爆，再到1970年第一顆人造衛(wèi)星升空，手搖計(jì)算機(jī)承擔(dān)了最為關(guān)鍵的運(yùn)算工作，見證了那一代人刻苦鉆研的精神，也警示新時(shí)代的青年們，關(guān)鍵核心技術(shù)是重中之重。“熱愛祖國、無私奉獻(xiàn)，自力更生、艱苦奮斗，大力協(xié)同、勇于登攀”，這臺(tái)手搖計(jì)算機(jī)正是“兩彈一星”精神的生動(dòng)詮釋。“大國利劍舞長空，耿耿丹心筑長城”，一批又一批科技工作者，將個(gè)人的奮斗融進(jìn)祖國的歷史長河、民族的浩瀚星空，讓一個(gè)民族風(fēng)雨無阻向前進(jìn)的雄偉身姿傲然挺立，也讓一個(gè)國家攀登世界科技高峰的征途無限光明。
來源：中共一大紀(jì)念館