中國實現“量子優越性”的里程碑 量子計算機“九章”

作者:常河   更新時間:2021-12-18 11:53   來源:光明日報

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【曬曬咱的國之重器11】

2020年12月4日,中國科學技術大學宣布該校潘建偉院士團隊成功構建76個光子的量子計算原型機“九章”。同日,國際學術期刊《科學》發表了該成果,這是“一個最先進的實驗”“一個重大成就”,審稿人如此評價。

有多重大?答案是:這一突破使我國成為全球第二個實現“量子優越性”的國家。

所謂“量子優越性”,即對于特定任務,量子計算機可以解決,而現存的任何經典計算機運用任何已知算法,都不能在一個可接受的時間內完成。

有多“優越”?“九章”對于處理高斯玻色取樣的速度比超級計算機“富岳”快100萬億倍,也就是說,當求解5000萬個樣本的高斯玻色取樣時,“九章”需200秒,而截至2020年,世界最快的超級計算機“富岳”需6億年。同時,“九章”克服了谷歌超導量子比特計算機“懸鈴木”的一個漏洞。

“在費曼提出量子計算的概念近40年后,‘九章’在實驗上嚴格地證明了量子計算的加速能力,把夢想變成了現實?!迸私▊F隊成員、中國科學技術大學教授陸朝陽說,和原子、離子、超導電路等類型的量子計算機相比,光量子計算可在室溫下、空氣中運行,能克服量子噪聲極限,結構亦相對比較簡單?!啊耪隆沟梦覈谝淮芜M入國際量子計算第一方陣?!?/p>

“九章”啥樣?在安徽合肥微尺度物質科學國家研究中心,兩個通過光纖連接起來的長3米寬1.5米的不起眼“盒子”和“盒子”里密布的光學元器件,就是“九章”?!耙粋€用來產生光源,另一個進行干涉,把光信號變成電信號后引到隔壁的探測器進行分析?!标懗柕膶W生、“九章”論文第一作者、95后博士生鐘翰森介紹。

值得一提的是,研制出“九章”的團隊,除了潘建偉、陸朝陽幾位導師外,主力都是像鐘翰森這樣的年輕人!

更值得驕傲的是,“九章”構建后不到一年,2021年10月,“九章”的升級版“九章二號”成功構建,再次刷新國際光量子操縱的技術水平,其處理特定問題比目前全球最快的超級計算機快億億億倍。

加上2021年10月中國科大發布的超導量子計算機“祖沖之二號”,這一系列令人矚目的成果,標志著我國已成為世界上唯一一個在超導和光量子兩個“賽道”上達到“量子優越性”里程碑的國家。

“證明‘量子優越性’,可以說是量子計算機研制征程上的一個里程碑?!耪露枴汀鏇_之二號’的誕生,像一對雙子星,照亮了量子應用更廣闊的前程?!迸私▊フf。



原標題:中國實現“量子優越性”的里程碑 量子計算機“九章”

作者:常河
編輯:馬萍
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