九章计算机的计算方式主要基于量子力学的原理,特别是量子叠加和量子纠缠等特性。与传统计算机使用比特(0或1)进行计算不同,量子计算机使用量子比特(qubit),它们可以同时处于0和1的叠加态。这使得量子计算机能够在某些特定任务上展现出惊人的并行计算能力。
量子比特(qubit)
传统计算机的比特只能表示0或1,而量子比特可以同时表示0和1,这是由量子叠加原理决定的。
在“九章”中,光子被用作量子载体,它们除了亮和灭两种状态外,还存在不同的偏振态。一个光子可以表示的状态远多于传统计算机的比特,这使得它能够承载更多的信息。
量子叠加
量子叠加允许一个量子比特同时处于多个状态,这意味着量子计算机可以同时处理多个计算任务。
在“九章”中,76个光子的量子计算原型机利用这种叠加态进行并行计算,从而在短时间内完成复杂的计算任务。
高斯玻色取样
“九章”成功实现了高斯玻色取样任务的快速求解。高斯玻色取样是一个计算概率分布的算法,可用于编码和求解多种问题。
对于5000万个样本的高斯玻色取样问题,“九章”仅需200秒,而目前世界上最快的超级计算机“富岳”需要6亿年。
计算速度
“九章”的计算速度比“富岳”快一百万亿倍,这一成就标志着全球第二个实现了“量子优越性”。
这种速度优势使得“九章”能够在极短的时间内完成传统计算机需要数亿年才能完成的任务。
输出态空间
“九章”的输出态空间达到了10的30次方,这是一个极其庞大的数字,远超过传统计算机的存储能力。
综上所述,九章计算机通过利用量子比特的叠加态和量子力学原理,实现了前所未有的计算速度和能力,从而在特定任务上超越了传统超级计算机。这种计算能力的飞跃为未来的量子计算应用奠定了基础。