湖北全省学校推迟开学时间党政机关出差取消

学校推迟开学时间、旅行社暂停经营、党政机关出差取消……湖北省新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控指挥部最新发布的通告,明确了多项新的具体要求。

量子计算机的发展要经历三个阶段,第一个就是量子霸权。第二阶段是实用化量子模拟机,能被运用到机器学习、药物开发等领域。第三阶段,量子计算机达到通用可编程水平,能够相干操纵数亿量子比特,实现可容错的量子计算机。

高涛今年36岁,是黄石公司安全副总监。生产运营、加气站、维抢修、进家入户——自13年前从河北廊坊来到黄石,这是他每天工作的全部。

在量子算法方面,1994年,贝尔实验室的应用数学家彼得·肖尔(Peter Shor)提出基于量子并行计算的大数质因子分解算法,并证明量子计算可以攻破当时广泛使用的公钥SPA体系;1996年,贝尔实验室的格鲁弗(Grover)提出了量子搜索方法,可以快速搜索未排序的数据库。Shor算法和Grover算法为量子计算机找到了可能的实际应用,也被称为经典量子算法。

3月13日,黄石市疫情防控指挥部下发第38号通告和14号通告,恢复大广高速黄石西客运进出通道,恢复城区道路红绿灯信号,有序组织生产。随着车辆增多,黄石公司即将迎来正常的忙碌。

新华社(记者梁建强、黎昌政)

专用量子计算曙光初现,通用量子计算任重道远

连续吃了20多天的泡面,高涛换了一盒同事带来的酸辣粉:“不一样,口感真好!”

工作中,她可不是柔弱女子,脑子快、嗓门亮,有着川妹子的泼辣和干练。50天来,梅雯一刻不闲,接线员、调度员、输气工、安全员,哪个岗位缺人,立即替补。调控中心所有岗位她轮值了一遍。

1985年,牛津大学的多伊奇(David Deutsch)提出了量子计算机的概念模型,即通用计算机(或叫量子图灵机),量子计算此时开始具备了数学的基本形式,任意一种量子算法均可以利用通用量子计算机实现。

2018年,谷歌则已经成功研制出72量子比特芯片,并宣称这款量子芯片的错误率仅为1%,达到了实际使用的要求。2020年2月,英特尔公司宣称,与荷兰量子技术研究中心共同开发的低温量子控制芯片“马岭(Horse Ridge)”有潜力同时控制最多128个量子比特;同时,初创企业Rigetti Computing也正计划部署一个128量子位量子计算系统。

目前,关于量子算法的推进速度远超量子处理器的的研发速度。因为多数企业开始采用经典计算机模拟量子芯片的计算方式,在虚拟化境下进行量子算法演绎,等量子算法成熟后,再反向推动专用量子芯片的设计,用以解决某一领域的具体问题。

从熊医生家回来,陈勇递交了入党申请书。

这里需要解释一下什么是量子霸权,量子霸权又叫量子优势,即在未来的某个时刻,功能强大的量子计算机可以完成经典计算机几乎不可能完成的任务,打破经典计算机所遵循的“摩尔定律”。 比如在一天之内破解原本几万年才能破解的密码、实现通用人工智能等等。

按照计划,腊月二十九值完最后一个班,王鹤要好好陪父母过个年。连续几个春节不回家,爸妈坐不住了,千里迢迢从东北来到湖北。他已经想好了要带爸妈去磁湖转转。

来不及和家人好好解释,花湖CNG加气站的安全员张迎花骑着电动车又上路了。站长在甘肃老家无法及时返回,这个春节本应休假的她一天也没休息,带领全站员工坚守一线。

隔着屏幕,看不到彼此,心却紧靠在一起。

产业层面,量子计算已经形成了政府、企业和学术机构协同合作的发展格局,并在容错量子和演示量子方面均取得了里程碑式的进展,但离实用化仍有较大距离。虽然D-Wave和IBM都已经宣称拥有可商用量子计算机,但距离量子计算的真正商业化落地还相当遥远。

休息几乎是没有的。“我要吃口饭,多少人吃不上饭。”50多天,王鹤带着他的移动自助机办理燃气卡7515次,总行驶里程3310公里,几乎相当于从北京开车到拉萨。

疫情面前,更能体会被信任的温暖。陈勇坚定了入党信念。“熊医生多好啊,他本身就让人感动,还为我着想。”

相比经典计算机,量子计算具有指数量级的运算能力,在解决诸如新一代信息技术和人工智能所带来的庞大数据处理问题时,拥有经典计算无法比拟的巨大信息携带和超强并行处理能力。当前阶段,量子计算的主要应用目标是解决大规模数据优化处理和特定计算困难问题。

谁也没有料到,疫情会“杀个回马枪”。本以为新增病例数已趋于稳定的黄石,2月16日突然收到疫情防控指挥部发布的通告:自2月17日起,全市小区实施全封闭管理。

“这场战斗中,他们,让我看到了力量。”胡勇珍说。

2月11日是梅雯的生日。她学着抖音上的做法,用4个鸡蛋给自己做了一个生日蛋糕。做好后,觉得蛋糕上有点空,她又在上面铺了片芹菜叶子。“生活还是要继续嘛,要做个精致的女子。”门站站长梅雯说。

“移动自助机”3310公里奔跑,只为你灶台飘香

据了解,这些新的要求,旨在加强人员流动管理,最大限度阻断疫情传播扩散渠道。

通告指出:全省旅行社从即日起暂停经营活动,不再组团收客;已经组团的一律取消或延期。省内大专院校、中小学、幼儿园推迟开学时间。省内党政机关、企事业单位、驻军及武警部队所属人员出差取消。各地招商引资活动一律暂停。省内进出武汉的客运航班、旅客列车、客运汽车、客轮一律暂时停运。

2月6日,高涛记得很清楚,雨下得很大。前一天,正在给黄石防疫指挥部接通天然气时,他接到新的通知,为黄石的“方舱”——黄石福利院通气,保障福利院日常做饭和用水的用气需要。

最难熬的是雨天。一手拿卡,一手办理,还要护着机器不被淋湿。雨水打在脸上,王鹤没有办法去擦。他站在车上,一刻不停,如同一个战士一样,顶天立地,风雨无阻。

1998年,IBM、牛津、伯克利、斯坦福和麻省理工学院的研究人员首次制作了2比特的计算系统,此后便拉开了量子计算的竞赛序幕。

2019年底,中科大在玻色取样方面的研究成功也使得光量子技术路线得到进一步追赶,但从整体应用情况来看,目前尚无任何一种路线能够完全满足量子计算的实用化条件。

量子处理器,量子计算的核心博弈

随后,IBM对谷歌的说法进行了反驳,声称谷歌的“量子霸权”证明存有缺陷,并通过超级计算机的计算能力再次进行了对比证明,花了2.5天就完成了谷歌量子处理器的计算任务。不论双方最终谁被证明是正确的,不可否认的是,谷歌实验的确证明了量子计算的绝对优势,并在量子计算的第一阶段取得了重要突破。

凭着多年的工作经验,黄石公司总经理周永强意识到,不光囤菜、囤盐,居民囤气也要开始了。当晚,公司党支部迅速做出部署,所有干部、党员下沉营业厅、加气站!

让党旗飘扬在防控疫情斗争第一线,也要做好后勤保障工作。3月8日,黄石公司工会组织了一场特殊的微信线上庆祝活动。湖北分公司党委发来慰问信;孩子们唱歌跳舞;员工们展示厨艺;党支部书记胡勇珍为家乡武汉献上一曲《乡恋》,好不热闹。

这场疫情,让一些事情悄然发生了改变。

2月17日7时,周永强赶到时,团城山营业厅门外充值的队伍已经排得很长。他一刻不停,12个小时,在自助机上为用户充值1100余次。他预测得没错,当日,黄石公司所有的营业厅打破历史最高纪录,单日充值1900次。

封城之后,出租车成为出行的唯一交通工具,加气站就有潜在的病毒感染风险。张迎花一遍遍讲解巡检加气时的注意事项,“和上年纪的婆婆一样”。不光说,还录制了加气操作视频让员工观看,“我们安全,就是对客户负责!”

这种分离是一线工作人员共有的。他们是最普通的儿子、母亲,没有人愿意离开自己的家人,放弃对孩子的陪伴,但在做出选择的那一刻,他们本能地站在了另一边。

2月17日,按照公司安排,王鹤将一台自助机绑在维抢修的皮卡车上。从这天起,王鹤带着自助机,奔跑在黄石市的大街小巷。

“您好,这里是客服中心。”孔玲刚把一口饭送进嘴里,就急忙吞下去。大年三十以来,50多天时间里,她要坐在电话机旁解决各种各样的燃气维修和充卡问题。最多时每天要接200个客服电话。一顿饭常要吃1个小时,吃一口饭,接一个电话,热饭常常吃成冷饭。

在科研界,普遍较多采用光学体系、离子阱等技术来做量子计算研究;而在企业工程化方向上,主流企业是在超导和半导体方向上进行研究突破,如谷歌、IBM主要技术路线为超导体系,英特尔主要技术路线为半导体体系。

在众多主流技术路线中,超导技术和离子阱技术目前具有相对领先优势,其中,超导量子计算是目前进展最快的一种固体量子计算实现方法。2019年,谷歌在一台53量子比特的超导量子计算机上运行随机量子线路采样任务,并与模拟超级计算机的计算进行对比,实现了量子计算原理和技术潜力的优势证明,谷歌当时更是直接宣称实现了“量子霸权”。

那一刻,他真实地体会到,什么叫作时间就是生命

虽然IBM、英特尔和谷歌等巨头公司在量子比特方面不断获得突破,但都只是在量子处理器的核心方面,通过物理体系构建量子比特载体,目前世界上已经形成了超导、离子阱、半导体、中性原子、光量子、金刚石色心和拓扑等多种技术路线。

疫情最严重的几天,负责下陆区入户维检修工作的陈勇接到一个特殊的派单——为黄石中医院放射科熊医生家里通气。专为疑似和确诊病例拍X光片的熊医生,在陈勇到来之前,早早将家门打开,担心自己携带病毒,执意在楼下等待。

疫情的发生让计划落空。1月25日,大年初一,王鹤赶去公司开班前会,这一去就是50天,离家七八公里,王鹤只能在视频里和爸妈道平安。王鹤的父亲说:“这和我们在东北有啥区别?”

此后,包括QEA算法、Grover算法, HHL算法、量子遗传算法、量子蚁群算法等各类算法层出不穷,对量子计算并行处理解决具体计算困难问题提供了重要支撑,基于量子处理器的量子计算云平台成为算法研究应用发展的主要形式。

7时到达工地,现场比想象中的艰难,到处堆满建筑垃圾。高涛和十几个兄弟一锹锹地铲,一根根管地扛。铲上水泥块,铁锹下不去,他们就跪在地上就用手刨。420张床位,420位患者,时间就是生命,那一天,高涛真实地感受到了。

量子处理器可应用之后,如果想要实现具体问题的解决,就必须要有相对应的算法。

可能大家对量子比特的意义相对陌生,量子计算机的计算能力是由量子比特数量来确定,通过设置量子比特,利用量子门让它们处于纠缠态,并操纵它们各个状态出现的可能性,以此达到并行计算能力。因此,量子比特数是衡量量子计算机性能的重要指标之一。

量子计算云平台具有两大优势,一方面用户可以在云端的量子处理器上运行自定义的各种量子线路代码,不仅能用于了解处理器的性能、技术瓶颈等重要特性,还将帮助到下一代处理器开发,为优化应用积累经验;另一方面,通过经典计算机模拟量子芯片的工作原理和运行逻辑,可以率先进行量子算法和软件的开发、验证。

他们24小时在线,累计接听2.2万个电话;加气2.5万次,入户维修730余次;50天,过家门而不入;隔离结束当晚,请战上夜班……

到一个社区,王鹤将车停在空旷的地方,再跳上皮卡车的斗里,拿着燃气卡一张一张地办理。“最开始每天要办理800多次,差点给我整疯了。”来黄石13年,1987年出生的王鹤还是一口东北话。

13时许土方开挖完成,15时福利院灶台上燃起蓝色的火苗。高涛和他的团队用7个小时完成了5天的工作量。

谷歌、IBM等巨头公司之所以会在量子霸权上进行争夺,是因为率先进入量子霸权后,不仅是对企业技术实力最好的证明,同时也会为企业带来巨大的商业价值。

为什么逆“封”而上?他们的回答平淡,却震撼人心:“这就是我的工作。”

量子计算概念最早于20世纪80年代初期由费曼(Richard Feynman)和马宁(Yuri Manin)提出,初步描绘出量子现象具有潜在计算能力的发展愿景。

量子算法,推动量子计算发展的“活力剂”

手机上弹出的推送消息,一夜之间围起的护栏,小区门口骤然增多的工作人员,让原本适应了疫情节奏的人们再次紧张起来。

2月17日,黄石封闭小区,各种焦虑、恐慌的情绪袭来,有时电话提起来,就被对方一顿骂。比起第一天上班,孔玲已经坚强了很多。对她来说,现在最难过的就是想孩子,提起孩子,让电话那头的孔玲哽咽了。

大战当前,无需动员。

要临时铺设一条天然气支线,需要挖一条400米长的管沟。全城交通管制,如何筹集管材?如何拉运?没有机械设备如何开挖?要车没车,要人没人,“一天时间肯定不够。”

从熊医生家回来,他递交了入党申请书

离黄石北站只有500米的团城山加气站,春节期间,唯一的任务是为接送医护人员的爱心车队、出租车加气。为减少人员接触,留守站内的员工只能从12人减少至4人。通知下发,所有员工争相请命:让我留下!

战斗的日子里,他们也在苦中作乐,向阳而生。

陈勇并不是唯一递交申请书的人。背着沉重的工具包穿过几条街道、爬上16楼的刘健;承担105个小区维检修工作、扛起所有夜间外勤的彭益军……疫情发生以来,黄石公司党支部不断收到入党申请书。37名党员、43名群众坚决留守一线并庄严承诺。

他们就是昆仑能源黄石公司党支部带领、党员和积极分子组成的抗疫支前队。

从最终实用化阶段来看,量子模拟器和通用量子计算机在分子结构解析、人工智能、大数据处理、密码技术方面的颠覆性影响,将成为量子计算的长远发展目标,并有望应用于能源化工、生物科技、航空航天、信息通信、大数据、云计算等商业领域。

疫情发生后,居民用户最多的2个天然气营业厅24小时营业,尽管这样,黄石市小区封闭的规定下发后,用来充值加气的营业厅仍远不够用。天然气会不会断?营业厅的电话被打爆了。

如2017年,IBM便发布了全球首个通用量子计算云服务。2018年,本源量子计算云平台成功上线;中科院量子信息与量子科技创新研究院与阿里云宣布,在超导量子计算方向发布11比特的云接入超导量子计算服务。2019年,华为在HiQ量子云平台基础上推出了昆仑量子计算模拟一体机;微软、亚马逊等互联网企业巨头也相继推出量子云平台。