量子計算利用量子疊加與糾纏特性,在特定問題上展現(xiàn)出遠超經(jīng)典計算機的處理能力。量子計算優(yōu)越性體現(xiàn)在量子計算機在某個明確定義的數(shù)學(xué)問題上超越現(xiàn)有最強超級計算機,這不僅驗證了量子力學(xué)的計算潛能,也為檢驗“擴展的丘奇-圖靈論題”提供了實驗平臺,并為后續(xù)容錯量子計算機的研發(fā)儲備了必要的可擴展調(diào)控技術(shù)。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等科研團隊近日成功研制出1024個量子壓縮態(tài)輸入8176模式的可編程量子計算原型機“九章四號”,能夠操縱和探測高達3050個光子的量子態(tài)。該原型機被應(yīng)用于高效求解高斯玻色采樣任務(wù),其計算速度比當(dāng)前全球最快的超級計算機El Capitan快1054倍。
“九章”系列專用量子計算原型機執(zhí)行的高斯玻色采樣任務(wù),不僅是展示量子計算優(yōu)越性的重要模型,還可用于生成容錯量子計算所需的玻色糾錯碼及大規(guī)模量子糾纏簇態(tài)。然而,在開發(fā)大規(guī)模量子處理器的過程中,編碼線路日益龐大復(fù)雜,不可避免的光子損耗嚴重制約系統(tǒng)的可擴展性。
為解決這一問題,科研團隊研發(fā)了高效率的光參量振蕩器光源和時空混合編碼干涉儀,將1024個高效率壓縮態(tài)光場集成到一個時空混合編碼的8176模式線路中,實現(xiàn)了92%的光源效率和51%的系統(tǒng)總效率。這種時空混合編碼架構(gòu)使連接度實現(xiàn)立方級擴展,系統(tǒng)能夠在102461維的巨大希爾伯特空間中進行采樣。這些創(chuàng)新使得科研團隊能夠操縱和探測高達3050個光子,比之前的結(jié)果提升超過10倍。
科研團隊將實驗結(jié)果與當(dāng)前所有最先進的經(jīng)典模擬方法進行了對比基準測試,特別是針對利用光子損耗設(shè)計的矩陣乘積態(tài)算法。結(jié)果顯示,“九章四號”生成一個樣本僅需25微秒,而使用目前世界上最強大的超級計算機El Capitan和最好的經(jīng)典算法需要超過1042年的時間,量子優(yōu)勢比達到1054量級。
“九章四號”的成果代表了低損耗光量子處理器在規(guī)模和復(fù)雜度上的重要進展,進一步鞏固了我國在光量子計算領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。
目前世界上最快的超級計算機解決特定數(shù)學(xué)問題大約需要10的42次方年,而由中國科學(xué)家最新研制成功的“九章四號”量子計算原型機只需要25微秒,比超算快超過億億億億億億倍
2026-05-14 09:40:27九章四號到底強在哪里中國科研團隊成功研制出1024個量子壓縮態(tài)輸入、8176模式的可編程量子計算原型機“九章四號”,刷新了光量子信息技術(shù)的世界紀錄,建立了國際最強的“量子計算優(yōu)越性”
2026-05-16 10:56:11特朗普訪華當(dāng)天據(jù)中國航天科技集團一院消息,4月11日,由該院研制的5米直徑復(fù)合材料動力艙產(chǎn)品正式下架。
2026-04-13 08:31:11國內(nèi)最大