2024年12月14日，墨子沙龙携手上海图书馆，在东馆推出了系列科普报告第三场——神奇的量子世界：量子计算与量子模拟。本次活动由中国科学技术大学汪野教授主持，同时邀请到了中国科学技术大学龚明教授、姚星灿教授和邓宇皓特任副研究员。四位教授畅谈了量子模拟的基本原理，揭秘了量子模拟的真实实验室样貌，并畅谈了量子计算科学家的科研生活，为观众揭开了量子计算与量子模拟的神秘面纱。
最近，谷歌的最新量子计算芯片Willow问世，引发了不少公众对于量子计算的关注。量子计算的原理是什么？真实的量子计算机到底长什么样？量子计算又是如何实现远超超级计算机的计算性能的？
活动一开始，四位老师分别用乐高模型、鸡蛋壳小球模型、旋转马鞍面模型与高尔顿板等道具演示了超导量子计算机、冷原子量子模拟器、离子阱量子计算机、光量子计算机的基本原理。目前知名的量子计算机，如“祖冲之号” “九章号” “天元”都是通过这些基础原理制造而成的。其中，“九章”号是光量子计算原型机，“祖冲之”号是超导量子计算机，“天元”是冷原子量子模拟器，它们实现计算的物理系统是不一样的。
随后，四位老师各自介绍了不同机制的量子计算机在实际实验室中的原理、实现方法与科研进展。其中，“九章号”是由中国科学技术大学中科院量子信息与量子科技创新研究院构建的高斯玻色取样量子计算原型机。九章号实现了具有实用前景的“高斯玻色取样”任务的快速求解。目前，九章号量子计算原型机求解高斯玻色取样数学问题，比全球最快的超级计算机快一亿亿倍，确立了新的算力里程碑。“天元”量子模拟器首次实现超越经典计算机的费米子哈伯德模型的超冷原子量子模拟器。2024年7月10日，天元以超越经典计算机的模拟能力首次验证了该体系中的反铁磁相变，朝向获得费米子哈伯德模型的低温相图、理解量子磁性在高温超导机理中的作用迈出了重要的第一步。“祖冲之号”是由中国科学技术大学科研团队自主研制的，在二维结构超导量子比特芯片的基础上构建的可编程超导量子计算原型机。超导量子计算原型机祖冲之号的成功研制，为在超导量子系统上实现量子优越性展示，以及进行材料设计、药物分析等量子计算研究奠定了技术基础。

讲座最后的问答环节，不少小朋友踊跃举手提问，现场气氛活跃，大部分观众对于量子科学的疑惑都得到了详尽的解答。

此外，本次讲座同步展出了“神奇的量子世界：量子计算机”特别展览，生动有趣的漫画插图配合简洁明了的文字，吸引了众多大小朋友前来参观学习。本次特别展览为期一个月，欢迎来上海图书馆东馆七楼北侧书架一探究竟！

本次活动由中国科学技术大学、上海研究院、上海图书馆上海市浦东新区南七量子科技交流中心主办；中国科大新创校友基金会、中国科学技术大学教育基金会、上海市浦东新区科学技术协会、上海市浦东新区科技和经济委员会协办。

本次活动为墨子沙龙和上海图书馆的新合作的第三期，是我们共同推进科学普及和知识分享的重要一步。在未来，我们将携手合作持续推出一系列精彩科普讲座，为公众带来更丰富的知识盛宴，敬请大家期待。

内容来源：墨子沙龙

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