我国科学家树立了“量子计算优势”的里程碑
中国科技大学潘建伟、陆朝阳与中国科学院上海微系统研究所和国家并行计算机工程技术中心合作,构建了76个光子量子计算原型"九章",实现了"高斯玻色采样"任务的快速解决,具有一定的实用前景。根据现有理论,量子计算系统比最快的超级计算机Fuyue快100万亿倍,比谷歌去年发布的53台超导比特量子计算原型快100亿倍。这项研究结果于12月4日发表在"科学"杂志上。"最先进的实验之一","一项重大成就","科学"的评审员说。
量子计算机在原理上具有超高速并行计算能力。与经典计算机相比,量子计算机有望通过特定的算法在密码破译、大数据优化、材料设计、药物分析和其他具有重大社会和经济价值的问题上实现指数加速。
潘建伟的团队在光量子信息处理方面一直处于国际领先水平。2017年,该团队建立了世界上第一个光量子计算原型。2019年,该团队实施了20路光子输入60模式干涉线的玻色采样,接近"量子计算的优势"。
最近,通过自主开发高效率、高均匀性、超高亮度和大规模扩展能力的量子光源,该团队成功地建造了76台光子100模式高斯玻色采样量子计算原型机"九章",输出量子态空间尺度达到1030,快速解决了"高斯玻色采样"的任务。
九章"是中国古代最早的数学专著"九章算术"。潘建伟说,"九章"实现的量子计算优势并不取决于样本数,克服了"百科全书"随机线抽样实验中量子优势取决于样本数的漏洞。
在计算科学中实现"量子计算优势",开发能够对数百个量子比特进行相干操作的量子模拟器,以及开发可编程通用量子计算原型,被认为是量子计算研究的三个里程碑。
这一成就意味着我国成功地达到了量子计算研究的第一个里程碑--量子计算的优越性,坚定地确立了我国在国际量子计算研究中的第一个方阵地位,为今后大规模量子模拟器的实现奠定了技术基础。潘建伟说:"中国对新冠肺炎疫情的快速有效控制,为我们实现‘量子计算优势’奠定了外部环境基础,否则,这一成就可能会大大推迟。