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从算盘口诀到量子计算机操作系统 精选

已有 2631 次阅读 2021-2-19 08:46 |系统分类:观点评述

“一上一、二上二、三下五去二、四下五去一、…….”或许记得这串口诀的人越来越少,但记得的人都知道这是打算盘的一个口诀,其实质是教人如何借助算盘进行加法运算,相应的在电子计算机出现之前,人们还可以用算盘进行更为复杂的数学运算。在现在生活中,我们还能听到“你算盘打得好哦”这样的对话来调侃人与人之间的利益竞争关系。

随着社会的发展,人们逐渐认识到“算盘打得好”的重要性,并用“算力”,也就是“计算能力”来概括人类社会在生产生活过程中的能力。在狭义的认知中,对于人类个体而言,“算力”甚至和 “智力”之间简单的划上了等号。处于信息时代的今天,某个地区的“算力”已经和该地区的“电力”等数据指标一起决定了地区的区位实力。

就技术发展来说,“算力”由处理计算的工具来决定。一些朋友或许还在感叹从386、486到现在4核处理器的发展很迅速,而另一些朋友已经开始关心量子计算机了。看到这里,朋友们或许突然有了兴趣,脑海中冒出一连串(不该有但又很关心的)问题,“什么是量子计算机”、“量子计算机可以挖比特币吗”、“量子计算机可以预测股市走势吗”、“量子计算机可以打装备吗”、……。这些问题或许和朋友们的孩子教育、职业发展、经济利益、娱乐生活息息相关,不过抱歉,我们在这里不能一一回答和介绍。

准确地说,量子计算机目前刚刚起步,关于它在生产生活中的实际应用,科学家们知道一些(比如破解基于大数质因子分解的信息加密系统、规划航线等),但是更多的应用还有待进一步的研究。坦率地说,在探讨量子计算机的实际应用之前,摆在大家面前的首要问题是“如何研制出一台通用量子计算机”。目前,世界各大国和地区都在该领域进行大力投入,顶尖的科研工作团队正沿着不同的技术路线推进通用量子计算机的研制。

尽管通用量子计算机还没有问世,但是通用量子计算机将从“量子硬件”和“量子软件”两方面协同发展已经成为研究人员的共识。今年2月8日,来自我国安徽的“合肥本源量子计算科技有限责任公司”发布了我国首款“量子计算机操作系统——本源思南”,实现了量子资源系统化管理、量子计算任务并行化执行、量子芯片自动化校准等全新功能,助力量子计算机高效稳定运行。

什么是量子计算机操作系统呢?大多数朋友应该听说过安卓、鸿蒙、Windows、IOS、Linux、…….等词语,他们分别代表不同终端计算设备中的操作系统。相类比,此次发布的“本源思南“就是量子计算设备中的操作系统,简称量子操作系统,是由我们熟悉的程序代码写作而成(由于不是开源系统,人们暂时还不能确知具体的程序语言)。

量子操作系统和量子软件之间什么关系呢?我们通过一个例子来回答这个问题,很多朋友都在使用智能手机,或许和我一样,朋友们已经习惯了使用微信作为社交工作。由于使用的手机品牌不一样,有朋友使用安卓操作系统,有朋友使用IOS操作系统,但是不管使用什么操作系统,微信都必须提供相应的版本供使用,要不然微信可能会因为使用的操作系统不全,而损失部分用户。因此,智能手机的操作系统决定了微信(应用软件)的具体实现过程。相类比,在未来的量子计算机中,量子操作系统将决定量子软件的具体实现。因此,本源公司此次率先布局量子操作系统(本源思南),可以在未来量子计算机的量子应用软件的开发过程中,具有话语权和主动权,在关键时刻或许还可以起到一票否决的重要作用。

我们相信随着本源量子的持续努力,更为完整的商用量子计算机操作系统会在不久的将来应运而生。到那时候,量子计算机操作系统不仅能够对独立的单个量子计算机进行操控,还能够对量子计算机形成的量子互联网进行操控,就好比现在我们熟悉的云计算、云操作系统,未来量子计算机操作系统应该包括量子计算机上网的功能,同样也会出现量子云计算、量子云操作系统等。值得指出,电子科技大学信息与量子实验室,正在从量子互联网的硬件角度出发,研究如何实现量子计算机之间的互联互通。



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