探源科技文化長河｜從算盤珠到量子，中國“算力”真給力

海報設(shè)計：賈稀荃

新華社合肥9月26日電 (記者陳諾、徐海濤) 2024年全國科普日期間，除了探館、看展等線下活動，各地推進“云上科普日”，組織云講堂、云看展、云發(fā)布等系列線上活動。這背后，有一種力量必不可少，那就是算力。

所謂算力，就是計算能力。數(shù)字時代，它是大數(shù)據(jù)乃至人工智能的“發(fā)動機”，也是衡量一個國家或企業(yè)科技競爭力的重要指標(biāo)。

安徽，可謂中國算力的源頭之一。走進黃山市屯溪區(qū)的一條小巷，一座翹角飛檐的徽派建筑映入眼簾——程大位珠算博物館。這里陳列著千余件算盤：大的有八十一檔，長達一米七五，可供好幾個伙計同時操作。小的戒指算盤，直徑僅兩厘米，為純銀質(zhì)，須用繡花針才能撥動。

程大位珠算博物館里陳列的戒指算盤。新華社記者 陳諾 攝

程大位于1592年寫成的數(shù)學(xué)巨著《算法統(tǒng)宗》，集明代以前珠算之大成，將數(shù)學(xué)從籌碼計數(shù)發(fā)展為珠算計數(shù)，統(tǒng)一算盤格式并完善了中國珠算口訣。

程大位珠算博物館講解員程雪梅告訴記者，明末，程大位珠算法傳至日本，清初又傳入朝鮮以及東南亞和歐洲，在這些地區(qū)得到應(yīng)用。

珠算被譽為“世界上最古老的計算機”，以其獨特的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和算法口訣，為人們提供了便捷的計算方式，享有中國古代“第五大發(fā)明”的美譽。

從街頭巷尾的商鋪，到書聲瑯瑯的學(xué)校，珠算陪伴中國人漫長的歲月。研究“兩彈一星”的時候，中國科研工作者還用過算盤進行原子理論計算。

“算力”的接力，早已開始。距離黃山300公里外的安徽合肥，1977年，中國第一臺微型計算機——DJS-050在此研制成功。

在當(dāng)時的第四機械工業(yè)部主導(dǎo)下，電子六所和清華大學(xué)、安徽無線電廠組成聯(lián)合設(shè)計組，一群懷揣夢想的科研工作者投入到我國微型計算機的研制工作中去。

當(dāng)年安徽無線電廠的程錦松是研發(fā)者之一，他回憶：造不出來一塊完整的芯片，大伙兒只能分成十幾個集成電路去造，最后拼成一塊完整的;內(nèi)存太小，就沒日沒夜調(diào)試精簡字節(jié)……

“我們自主研發(fā)，就像螞蟻啃骨頭，一點點往前推進，把難關(guān)都攻克了。”程錦松說。

工作人員在調(diào)試中國第一臺微型計算機——DJS-050。(受訪者供圖)

和如今五花八門的計算機相比，這臺微型計算機很“簡陋”：形如一個方盒子，沒有鼠標(biāo)，沒有鍵盤，內(nèi)存只有1KB。但在當(dāng)時，它的體積遠小于占地數(shù)百平方的大型計算機，它不僅能展示多項運算程序，還能播放樂曲。

電子“算力”像過去的算盤一樣，逐漸走入大家的生活。如今，從超級計算機到云計算、邊緣計算，再到量子計算等新興領(lǐng)域，算力的每一次突破都拓展了科技的邊界。

經(jīng)典計算機的基礎(chǔ)運算單位“比特”是以0和1兩種狀態(tài)來進行二進制運算的。而量子計算則是根據(jù)量子的“疊加”特性，給計算機基礎(chǔ)運算的“比特”加入量子狀態(tài)，所形成的“量子比特”可以同時處于0和1兩種狀態(tài)的疊加，這就讓量子運算的能力呈指數(shù)級增長。

去年10月，“九章三號”量子計算原型機在合肥問世，其求解高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問題比目前全球最快的超級計算機快一億億倍。今年1月6日，中國第三代自主超導(dǎo)量子計算機“本源悟空”在合肥上線運行，目前已吸引全球超1300萬次訪問，累計完成超25萬個量子運算任務(wù)。

9月20日，在2024世界制造業(yè)大會上，參觀者在參觀“本源悟空”超導(dǎo)量子計算機模型。新華社記者 黃博涵 攝

“量子算力可用時代”正在來臨。安徽省量子計算工程研究中心副主任孔偉成告訴記者，我國科研機構(gòu)和企業(yè)能夠利用自主研制的量子計算機，開展更為復(fù)雜、高效的計算任務(wù)，在諸如藥物發(fā)現(xiàn)、新材料設(shè)計、密碼破譯等領(lǐng)域釋放出前所未有的潛力。“未來，我們將加速量子計算的原理驗證、技術(shù)轉(zhuǎn)化和應(yīng)用開發(fā)，向著實現(xiàn)大規(guī)模可編程通用量子計算機的目標(biāo)穩(wěn)步邁進。”

如今，DJS-050早已被陳列起來，成為一個時代的見證。2013年，中國珠算成功列入聯(lián)合國教科文組織人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表作名錄。這片神奇的土地，正在將悠久歷史和燦爛文化所蘊含的能量折射到算力中，追求更加廣闊的未來。