揭開“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

對于量子計(jì)算機(jī)的研究，國際主流觀點(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)，解決一些超級計(jì)算機(jī)無法勝任、具有重大實(shí)用價(jià)值的問題。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)公開發(fā)表的最優(yōu)算法，“九章三號”處理高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問題的速度比“九章二號”提升一百萬倍?！熬耪氯枴?微秒可算出的最復(fù)雜樣本，當(dāng)前最快的超級計(jì)算機(jī)“前沿”約需200億年。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授陸朝陽表示，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。

量子計(jì)算的另一個(gè)特性是隨著可操縱的量子數(shù)量增多，運(yùn)算能力呈指數(shù)級增長。“九章二號”可操縱113個(gè)光子，“九章三號”可操縱255個(gè)光子，但運(yùn)算能力的提升并不是線性的，而是達(dá)到了100萬倍。

量子計(jì)算機(jī)在原理上具有超快的并行計(jì)算能力，有望通過特定算法在密碼破譯、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、天氣預(yù)報(bào)、材料設(shè)計(jì)、藥物分析等領(lǐng)域提供比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)更強(qiáng)的算力支持。但要實(shí)現(xiàn)具有實(shí)用性的通用量子計(jì)算機(jī)，還有很長的路要走。近年來，中外科學(xué)家持續(xù)攻關(guān)量子計(jì)算研究，不斷取得重大突破。“九章三號”在理論上首次開發(fā)了包含光子全同性的新理論模型，實(shí)現(xiàn)更精確的理論與實(shí)驗(yàn)吻合度，同時(shí)發(fā)展了完備的貝葉斯驗(yàn)證和關(guān)聯(lián)函數(shù)驗(yàn)證。即便如此，“九章三號”距離通用量子計(jì)算機(jī)還很遠(yuǎn)。潘建偉團(tuán)隊(duì)期待“九章三號”的突破能激發(fā)科學(xué)界更多關(guān)于經(jīng)典算法模擬的研究，解決各種科學(xué)和工程挑戰(zhàn)，加快實(shí)現(xiàn)通用型量子計(jì)算機(jī)。

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