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中国科学家取得里程碑式进展——成功构建了76个光子的量子计算原型机「九章」。根据现有理论，其速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍，比去年谷歌发布的53个超导比特量子计算原型机「悬铃木」快一百亿倍。 
8月29日，谷歌的量子计算机登上了Science封面，他们成功用12个量子比特模拟了二氮烯的异构化反应。这个突破经由CEO皮猜亲自官宣、论文登上Nature 150周年纪念特刊、各大主流媒体头版头条、热度全网第一，甚至连特朗普的大女儿伊万卡都忍不住第一时间发出贺电。谷歌CEO还难掩激动地介绍，这就像飞机最初被发明的时刻——莱特兄弟的飞机第一次只飞了12分钟，但它证明了飞机飞行的可能性。这是一个历史性时刻，谷歌也首次透露，已经为此埋头攻坚了13年。扩展资料谷歌攻坚量子计算的13年前：2006年，谷歌科学家HartmutNeven开始探索一个新的idea——用量子计算来加快机器学习的速度，并催生了谷歌AI量子团队。 接着2014年，美国物理学会院士JohnMartinis加入了谷歌，担任谷歌量子硬件首席科学家，领导构建量子计算机的工作。 两年后，量子计算理论首席科学家SergioBoixo在NatureCommunications上发表了相关论文，最终将团队的工作重点聚焦到了量子优势性计算任务上来。 这是一场科研的马拉松，一切都从零起步。即使对于谷歌的明星团队来说，这样的工作也一样是巨大的挑战。实际上，在去年10月之前，谷歌在量子优越性方面的进展始终有限。 然而万万没想到，2018年10月加州野火扑不灭，出于安全考虑，谷歌不得不短暂关闭位于圣克拉拉的实验室，一众科学家也被迫休假。但就在这期间，反而催生出新思路，然后实现了真正的跃迁。 皮猜还感慨，量子计算并非明确性的未来，要相信并坚定认为能实现，并不容易。但谷歌内部始终相信，量子计算可以加速解决世界上一些最紧迫的问题。量子计算能为人类在分子尺度上理解和模拟自然界提供前所未有的良机。参考资料来源：和讯网-谷歌量子计算突破登Nature封面，200秒顶超算10000年，川普之女：美国实现量子霸权
我国在量子计算机研究方面完成了10个超导量子比特的操纵，打破了世界上保持了很久的最大位数测量的记录。
在量子力学里，当几个粒子在彼此相互作用后，由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质，无法单独描述各个粒子的性质，只能描述整体系统的性质，则称这现象为量子缠结或量子纠缠（quantum entanglement）。量子纠缠是一种纯粹发生于量子系统的现象；在经典力学里，找不到类似的现象假若对于两个相互纠缠的粒子分别测量其物理性质，像位置、动量、自旋、偏振等，则会发现量子关联现象。例如，假设一个零自旋粒子衰变为两个以相反方向移动分离的粒子。沿着某特定方向，对于其中一个粒子测量自旋，假若得到结果为上旋，则另外一个粒子的自旋必定为下旋，假若得到结果为下旋，则另外一个粒子的自旋必定为上旋；更特别地是，假设沿着两个不同方向分别测量两个粒子的自旋，则会发现结果违反贝尔不等式；除此以外，还会出现貌似佯谬般的现象：当对其中一个粒子做测量，另外一个粒子似乎知道测量动作的发生与结果，尽管尚未发现任何传递信息的机制，尽管两个粒子相隔甚远。阿尔伯特·爱因斯坦、 鲍里斯·波多尔斯基和 纳森·罗森于1935年发表的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森佯谬（EPR佯谬）论述到上述现象。埃尔温·薛定谔稍后也发表了几篇关于量子纠缠的论文，并且给出了“量子纠缠”这术语。爱因斯坦认为这种行为违背了定域实在论，称之为“鬼魅般的超距作用”，他总结，量子力学的标准表述不具完备性。然而，多年来完成的多个实验证实量子力学的反直觉预言正确无误，还检试出定域实在论不可能正确。甚至当对于两个粒子分别做测量的时间间隔，比光波传播于两个测量位置所需的时间间隔还短暂之时，这现象依然发生，也就是说，量子纠缠的作用速度比光速还快。最近完成的一项实验显示，量子纠缠的作用速度至少比光速快10，000倍。这还只是速度下限。根据量子理论，测量的效应具有瞬时性质。可是，这效应不能被用来以超光速传输经典信息，否则会违反因果律。照射激光束于偏硼酸钡晶体，会因第二型自发参量下转换机制，在两个圆锥面交集的两条直线之处，制备出很多偏振相互垂直的纠缠光子对。量子纠缠是很热门的研究领域。像光子、电子一类的微观粒子，或者像分子、巴克明斯特富勒烯、甚至像小钻石一类的介观粒子，都可以观察到量子纠缠现象。现今，研究焦点已转至应用性阶段，即在通讯、计算机领域的用途，然而，物理学者仍旧不清楚量子纠缠的基础机制。历史1935年，在普林斯顿高等研究院，爱因斯坦、博士后罗森、研究员波多尔斯基合作完成论文《物理实在的量子力学描述能否被认为是完备的？》，并且将这篇论文发表于5月份的《物理评论》。这是最早探讨量子力学理论对于强关联系统所做的反直觉预测的一篇论文。在这篇论文里，他们详细表述EPR佯谬，试图借着一个思想实验来论述量子力学的不完备性质。他们并没有更进一步研究量子纠缠的特性。薛定谔阅读完毕EPR论文之后，有很多心得感想，他用德文写了一封信给爱因斯坦，在这封信里，他最先使用了术语Verschränkung（他自己将之翻译为“纠缠”），这是为了要形容在EPR思想实验里，两个暂时耦合的粒子，不再耦合之后彼此之间仍旧维持的关联。不久之后，薛定谔发表了一篇重要论文，对于“量子纠缠”这术语给予定义，并且研究探索相关概念。薛定谔体会到这概念的重要性，他表明，量子纠缠不只是量子力学的某个很有意思的性质，而是量子力学的特征性质；量子纠缠在量子力学与经典思路之间做了一个完全切割。如同爱因斯坦一样，薛定谔对于量子纠缠的概念并不满意，因为量子纠缠似乎违反在相对论中对于信息传递所设定的速度极限。后来，爱因斯坦更讥讽量子纠缠为鬼魅般的超距作用。EPR论文很显然地引起了众多物理学者的兴趣，启发他们探讨量子力学的基础理论。但是除了这方面以外，物理学者认为这论题与现代量子力学并没有什么牵扯，在之后很长一段时间，物理学术界并没有特别重视这论题，也没有发现EPR论文可能有什么重大瑕疵。EPR论文试图建立定域性隐变量理论来替代量子力学理论。1964年，约翰·贝尔提出论文表明，对于EPR思想实验，量子力学的预测明显地不同于定域性隐变量理论。概略而言，假若测量两个粒子分别沿着不同轴向的自旋，则量子力学得到的统计关联性结果比定域性隐变量理论要强很多，贝尔不等式定性地给出这差别，做实验应该可以侦测出这差别。因此，物理学者做了很多检试贝尔不等式的实验。1972年，约翰·克劳泽与 史达特·弗利曼（Stuart Freedman）首先完成这种检试实验。1982年，阿兰·阿斯佩的博士论文是以这种检试实验为题目。他们得到的实验结果符合量子力学的预测，不符合定域性隐变量理论的预测，因此证实定域性隐变量理论不成立。但是，至今为止，每一个相关实验都存在有漏洞，这造成了实验的正确性遭到质疑，在作总结之前，还需要完成更多精确的实验。这些年来，众多的卓越研究结果促成了应用这些超强关联来传递信息的可能性，从而导致了量子密码学的成功发展，最著名的有查理斯·贝内特（Charles Bennett）与吉勒·布拉萨（Gilles Brassard）发明的BB84协议、阿图尔·艾克特（Artur Eckert）发明的E91协议。2017年6月16日，量子科学实验卫星墨子号首先成功实现，两个量子纠缠光子被分发到相距超过1200公里的距离后，仍可继续保持其量子纠缠的状态。基本概念假设一个零自旋中性π介子衰变成一个电子与一个正电子。这两个衰变产物各自朝着相反方向移动。电子移动到区域A，在那里的观察者“爱丽丝”会观测电子沿着某特定轴向的自旋；正电子移动到区域B，在那里的观察者“鲍勃”也会观测正电子沿着同样轴向的自旋。在测量之前，这两个纠缠粒子共同形成了零自旋的“纠缠态”|φ>，是两个直积态（productstate）的叠加，以狄拉克标记表示为：其中，分别表示粒子的自旋为上旋或下旋。在圆括弧内的第一项表明，电子的自旋为上旋当且仅当正电子的自旋为下旋；第二项表明，电子的自旋为下旋当且仅当正电子的自旋为上旋。两种状况叠加在一起，每一种状况都有可能发生，不能确定到底哪种状况会发生，因此，电子与正电子纠缠在一起，形成纠缠态。假若不做测量，则无法知道这两个粒子中任何一个粒子的自旋，根据哥本哈根诠释，这性质并不存在。这单态的两个粒子相互反关联，对于两个粒子的自旋分别做测量，假若电子的自旋为上旋，则正电子的自旋为下旋，反之亦然；假若电子的自旋下旋，则正电子自旋为上旋，反之亦然。量子力学不能预测到底是哪一组数值，但是量子力学可以预言，获得任何一组数值的概率为50%。EPR佯谬的思想实验：假设一个零自旋中性π介子衰变成一个电子与一个正电子，这两个衰变产物各自朝着相反方向移动至区域A、B。由于量子纠缠，假若位于区域A的爱丽丝与位于区域B的鲍勃分别测量粒子沿着同样轴向的自旋，则爱丽丝会测得上旋若且为若鲍勃会测得下旋，爱丽丝会测得下旋若且为若鲍勃会测得上旋。爱丽丝测量电子的自旋，她可能会得到两种结果：上旋或下旋，假若她得到上旋，则根据哥本哈根诠释，纠缠态坍缩为第一个项目所代表的量子态随后，鲍勃测量正电子的自旋，他会得到下旋的概率为100%；类似地，假若爱丽丝测量的结果为下旋，则纠缠态坍缩为第二个项目所代表的量子态：随后鲍勃会测量得到上旋。设想一个类比的经典统计学实验，将一枚硬币沿着圆周切成两半，一半是正面，另一半是反面，将这两枚半币分别置入两个信封，然后随机交给爱丽丝与鲍勃。假若爱丽丝打开信封，查看她得到的是哪种硬币，她将无法预测这结果，因为得到正面或反面的概率各为50%。鲍勃也会遇到同样的状况。可以确定的是，假若爱丽丝得到正面，则鲍勃会得到反面；假若爱丽丝得到反面，则鲍勃会得到正面。这两个事件完全地反关联。在先前的量子纠缠实验里，爱丽丝与鲍勃分别测量粒子沿着同样轴向的自旋，虽然这涉及到量子关联，他们仍旧会得到与经典关联实验同样的结果。怎样区分量子关联与经典关联？假若爱丽丝与鲍勃分别测量粒子沿着不同轴向的自旋，而不是沿着同样轴向，然后检验实验数据是否遵守贝尔不等式，则他们会发觉，量子纠缠系统必定违反贝尔不等式，而经典物理系统必定遵守贝尔不等式。因此，贝尔不等式乃是一种很灵敏的侦测量子纠缠的工具。量子纠缠实验所涉及的量子关联现象无法用经典统计物理学概念来解释，在经典统计物理学里，找不到类似案例。粒子沿着不同轴向的自旋彼此之间是不相容可观察量，对于这些不相容可观察量作测量必定不能同时得到明确结果，这是量子力学的一个基础理论。在经典力学里，这基础理论毫无意义，理论而言，任何粒子性质都可以被测量至任意准确度。贝尔定理意味着一个事实，一个已被实验检试的事实，即对两个不相容可观察量做测量得到的结果不遵守贝尔不等式。因此，基础而言，量子纠缠是个非经典现象。不确定性原理的维持必须倚赖量子纠缠机制。例如，设想先前的一个零自旋中性π介子衰变案例，两个衰变产物各自朝着相反方向移动，现在分别测量电子的位置与正电子的动量，假若量子纠缠机制不存在，则可借着守恒定律预测两个粒子各自的位置与动量，这违反了不确定性原理。由于量子纠缠机制，粒子的位置与动量遵守不确定性原理。从以相对论性速度移动的两个参考系分别测量两个纠缠粒子的物理性质，尽管在每一个参考系，测量两个粒子的时间顺序不同，获得的实验数据仍旧违反贝尔不等式，仍旧能够可靠地复制出两个纠缠粒子的量子关联。量子纠缠与不可分性假设一个量子系统是由几个处于量子纠缠的子系统组成，而整体系统所具有的某种物理性质，子系统不能私自具有，这时，不能够对子系统给定这种物理性质，只能对整体系统给定这种物理性质，它具有“不可分性”。不可分性不一定与空间有关，处于同一区域的几个物理系统，只要彼此之间没有任何纠缠，则它们各自可拥有自己的物理性质。物理学者艾雪·佩雷斯（AsherPeres）给出不可分性的数学定义式，可以计算出整体系统到底具有可分性还是不可分性。假设整体系统具有不可分性，并且这不可分性与空间无关，则可将它的几个子系统分离至两个相隔遥远的区域，这动作凸显出不可分性与定域性的不同──虽然几个子系统分别处于两个相隔遥远的区域，仍旧不可将它们个别处理。在EPR佯谬里，由于两个粒子分别处于两个相隔遥远的区域，整体系统被认为具有可分性，但因量子纠缠，整体系统实际具有不可分性，整体系统所具有明确的自旋z分量，两个粒子各自都不具有。应用量子纠缠是一种物理资源，如同时间、能量、动量等等，能够萃取与转换。应用量子纠缠的机制于量子信息学，很多平常不可行的事务都可以达成：·量子密钥分发能够使通信双方共同拥有一个随机、安全的密钥，来加密和解密信息，从而保证通信安全。在量子密钥分发机制里，给定两个处于量子纠缠的粒子，假设通信双方各自接受到其中一个粒子，由于测量其中任意一个粒子会摧毁这对粒子的量子纠缠，任何窃听动作都会被通信双方侦测发觉。·密集编码（superdense coding）应用量子纠缠机制来传送信息，每两个经典位元的信息，只需要用到一个量子位元，这科技可以使传送效率加倍。·量子隐形传态应用先前发送点与接收点分享的两个量子纠缠子系统与一些经典通讯技术来传送量子态或量子信息（编码为量子态）从发送点至相隔遥远距离的接收点。·量子算法（quantum algorithm）的速度时常会胜过对应的经典算法很多。但是，在量子算法里，量子纠缠所扮演的角色，物理学者尚未达成共识。有些物理学者认为，量子纠缠对于量子算法的快速运算贡献很大，但是，只倚赖量子纠缠并无法达成快速运算。在量子计算机体系结构里，量子纠缠扮演了很重要的角色。例如，在一次性量子计算机（one-way quantum computer）的方法里，必须先制备出一个多体纠缠态，通常是图形态（graph state）或簇态（cluster state），然后借着一系列的测量来计算出结果。时间奥秘亚瑟·爱丁顿认为，能量的缓慢散布是时间流向不可逆反的证据。但是，从基本的物理定律，并无法观测到时间流向；顺着时间流向或逆着时间流向，这些物理定律都能同样成立，这引起物理学者极大的困惑，他们只能从热力学的统计分布给出时间流向的理论论述。物理学者赛斯·劳埃德（Seth Lloyd）在1988年博士论文里猜想，量子纠缠是时间流向的源头；时间的流向是关联递加的方向，这机制源自于量子纠缠。起初，这点子并未受到学术界重视。后来，越来越多物理学者在这方面有所突破，他们发现了时间流向的更基础源头，微观粒子彼此相互作用产生量子纠缠，因此形成能量散布与平衡的现象，关于微观粒子的信息通过量子纠缠机制，从一至十、从十至百，逐步泄露到整个环境，因此显示出时间流向。有些物理学者主张，时间是一种从量子纠缠衍生出来的凸显现象。于1960年代提出的惠勒－德维特方程尝试将量子力学与广义相对论连结在一起，但是，这方程并没有将时间纳入考量，因此引发了时间问题（problem of time）。直到1983年为止，这是学术界一大难题。在那年，档恩·佩吉（Don Page）与威廉·乌特斯（William Wooters）找到一个建基于量子纠缠现象的解答，说明怎样用量子纠缠来测量时间。虫洞将两个黑洞纠缠在一起，然后再将它们分离，就可制成一个虫洞连结在它们之间。将这论述加以延伸，物理学者质疑，虫洞的连结与量子纠缠的连结是同一种现象，只有系统的尺寸如同天壤之别。类似地从弦理论来检视，纠缠两个夸克也会有同样的作用。这些理论结果为一些新理论提供支持。这些新理论表明，引力与它的物理性质不是基础的，而是来自于量子纠缠。虽然量子力学正确地描述在微观层次的相互作用，它尚未能够解释引力。量子引力理论应该能够演示出经典引力不是基础的，就如同阿尔伯特·爱因斯坦所提议，而是从更基础的量子现象产生。施温格效应（Schwinger effect）从真空生成的纠缠粒子对，处于电场的作用下，可以被捕获，不让它们湮灭回真空。这些被捕获的粒子相互纠缠，可以映射到四维空间（一种时空的表现）。与之不同，物理学者认为，引力存在于第五维，按照爱因斯坦的定律，将时空弯曲与变形。洛伦兹虫洞（史瓦西虫洞）的电脑绘图。根据全息原理（holographic principle），所有在第五维的事件可以变换为在其它四维的事件，因此，在纠缠粒子被生成的同时，虫洞也被生成。更基础地，这论述建议，引力与它弯曲时空的能力来自于量子纠缠。
人们在做一些事情之前，往往会产生一些念头，就是平常说的动念了，或者时髦的说，冲动了，想行动，跃跃欲试，人的意念，起了念头，有了念想，有了想法，这种现象，从生理学角度看，可以反映为神经纤维之间传导的生物电信号。在微观层面，则是电子的某种运动。量子物理告诉我们，电子的运动，在观测行为发生之前，都是处于量子纠缠态之中。时髦是量子纠缠状态呢？所谓的量子纠缠态，是指电子等亚原子粒子在人类观测行为发生之前，处于一种可能性的集合之中，只有在观测行为发生之后，电子的状态才从纠缠态塌缩为具体的可识别的状态。量子纠缠是不确定的，意念的产生也是不确定的，可以行动，也可以不行动；可以去做，也可以不去做；仅仅是起了一个念头而已。人的念头分为两大类：有计和无计；意思就是说作数和不作数，坐实和不坐实；有参与对象的意念就是有计；无计就是意念中没有参与对象的念头。有计（有参与对象）的念头分为：善念和恶念；有着善恶属性的意念一旦发出，便与参与对象的意念之间形成纠缠态，只等势能和机缘成熟，意念便会塌缩为具体的行为反馈到自身。善念量子纠缠状态一旦坐实，行动了，塌缩为具体的行为的时候，就是可测的事物模型，可以量化的，并且随着时间的推移，对以后，对世界，对自身造成相关的影响。恶念一旦坐实，也是一样的反馈机制。只能说，善念是基于自身以及人类社会对善对正面积极美感的事物模型的设定出发，最后对整个世界，对自身的反馈是一个良性的反应后果。而恶念是基于自身以及对人类社会对恶对负面消极丑陋的事物模型作出的设定出发，最后必然是对整个世界，对自身反馈是一个恶性的反应结果。这种现象，直白来说，就是善有善报，恶有恶报，种瓜得瓜种豆得豆，因果循环。不管自己的念头指导下的行动，会在多久之后产生一种对世界的冲击，对自身的反馈影响，只要人们行动了，结果必定随着时间的流逝在某个阶段出现。如果，只是仅仅停留在念头上，只是动念了而已，那么，经过平衡，经过优质的行动模型，自己喜好的行为风格指导下做出来的事情，必定是漂亮的。孔子曰：己所不欲，勿施于人。自己不喜欢的事情，就不要强加给别人了。
目前的最新成果是中科大潘建伟等同志成功发明了量子计算计算机九章，求解高难度数学题只用200秒，是世界其他计算机的一百亿倍。中国量子计算机已经能很轻松地实现玻色采样。
