(記者張璐)據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)官網(wǎng)消息,中國科學(xué)家構(gòu)建了76個光子的量子計算原型機“九章”。根據(jù)現(xiàn)有理論,該量子計算系統(tǒng)處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中科院上海微系統(tǒng)所、國家并行計算機工程技術(shù)研究中心合作,構(gòu)建了76個光子的量子計算原型機“九章”(命名為“九章”是為了紀念中國古代最早的數(shù)學(xué)專著《九章算術(shù)》),實現(xiàn)了具有實用前景的“高斯玻色取樣”任務(wù)的快速求解。
根據(jù)目前最優(yōu)的經(jīng)典算法,“九章”對于處理高斯玻色取樣的速度比目前世界排名第一的超級計算機“富岳”快一百萬億倍,等效地比谷歌去年發(fā)布的53比特量子計算原型機“懸鈴木”快一百億倍。同時,通過高斯玻色取樣證明的量子計算優(yōu)越性不依賴于樣本數(shù)量,克服了谷歌53比特隨機線路取樣實驗中量子優(yōu)越性依賴于樣本數(shù)量的漏洞?!熬耪隆陛敵隽孔討B(tài)空間規(guī)模達到了1030(“懸鈴木”輸出量子態(tài)空間規(guī)模是1016,目前全世界的存儲容量是1022)。
這一成果使得我國成功達到了量子計算研究的第一個里程碑:量子計算優(yōu)越性(國外也稱之為“量子霸權(quán)”)。相關(guān)論文于12月4日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。
量子計算機在原理上具有超快的并行計算能力,可望通過特定算法在一些具有重大社會和經(jīng)濟價值的問題方面(如密碼破譯、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、材料設(shè)計、藥物分析等)相比經(jīng)典計算機實現(xiàn)指數(shù)級別的加速。當(dāng)前,研制量子計算機已成為世界科技前沿的最大挑戰(zhàn)之一,成為歐美各發(fā)達國家角逐的焦點。
潘建偉團隊一直在光量子信息處理方面處于國際領(lǐng)先水平。2017年,該團隊構(gòu)建了世界首臺超越早期經(jīng)典計算機(ENIAC)的光量子計算原型機。2019年,團隊進一步研制了確定性偏振、高純度、高全同性和高效率的國際最高性能單光子源,實現(xiàn)了20光子輸入60模式干涉線路的玻色取樣,輸出復(fù)雜度相當(dāng)于48個量子比特的希爾伯特態(tài)空間,逼近了“量子計算優(yōu)越性”。
據(jù)悉,基于“九章號”量子計算原型機的高斯玻色取樣算法在圖論、機器學(xué)習(xí)、量子化學(xué)等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用,將是后續(xù)發(fā)展的重要方向。
新京報記者張璐
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