揭開(kāi)“九章”量子計(jì)算原型機(jī)神秘面紗邁向量子優(yōu)越性新里程碑(2)

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2025-12-05 11:29:25 澎湃新聞

2021年，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步成功研制了113光子的可相位編程的“九章二號(hào)”和56比特的“祖沖之二號(hào)”量子計(jì)算原型機(jī)。2023年10月11日，他們宣布成功構(gòu)建255個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章三號(hào)”，求解高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問(wèn)題比目前全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快一億億倍。

揭開(kāi)“九章”量子計(jì)算原型機(jī)神秘面紗邁向量子優(yōu)越性新里程碑

“九章”系列實(shí)現(xiàn)了“量子優(yōu)越性”，即當(dāng)新生的量子計(jì)算原型機(jī)在某個(gè)問(wèn)題上的計(jì)算能力超過(guò)了最強(qiáng)的經(jīng)典計(jì)算機(jī)，就證明其未來(lái)有多方超越的可能。此前，美國(guó)谷歌團(tuán)隊(duì)宣布研制出53個(gè)量子比特的計(jì)算機(jī)“懸鈴木”，在全球首次實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”。相比“懸鈴木”，“九章”有三大優(yōu)勢(shì)：一是速度更快；二是環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)；三是彌補(bǔ)了技術(shù)漏洞。

對(duì)于量子計(jì)算機(jī)的研究，國(guó)際主流觀點(diǎn)認(rèn)為有三個(gè)指標(biāo)性的發(fā)展階段。第一階段是研制50到100個(gè)量子比特的專用量子計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”里程碑式突破。第二階段是研制可操縱數(shù)百個(gè)量子比特的量子模擬機(jī)，解決一些超級(jí)計(jì)算機(jī)無(wú)法勝任、具有重大實(shí)用價(jià)值的問(wèn)題。第三階段是大幅提高量子比特的操縱精度、集成數(shù)量和容錯(cuò)能力，研制可編程的通用量子計(jì)算原型機(jī)。

根據(jù)公開(kāi)發(fā)表的最優(yōu)算法，“九章三號(hào)”處理高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問(wèn)題的速度比“九章二號(hào)”提升一百萬(wàn)倍?！熬耪氯?hào)”1微秒可算出的最復(fù)雜樣本，當(dāng)前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“前沿”約需200億年。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授陸朝陽(yáng)表示，量子計(jì)算的運(yùn)算邏輯和傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)不同，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)基于二進(jìn)制進(jìn)行邏輯運(yùn)算，而量子計(jì)算機(jī)采用量子比特，利用量子力學(xué)特性實(shí)現(xiàn)并行運(yùn)算。

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