中科大量子計(jì)算原型機(jī)再刷新光量子信息技術(shù)世界紀(jì)錄

業(yè)內(nèi)消息，近日中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽(yáng)等組成的研究團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心宣布成功構(gòu)建 255 個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī) “九章三號(hào)”。

據(jù)悉，這項(xiàng)成果再度刷新了光量子信息技術(shù)世界紀(jì)錄，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，是繼 2020 年實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”后，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)再次確立量子算力的新里程碑，在研制量子計(jì)算機(jī)之路上邁出重要一步。

量子計(jì)算是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單元進(jìn)行計(jì)算的新型計(jì)算模式，1981 年，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德·費(fèi)曼首先提出了量子計(jì)算機(jī)構(gòu)想?！熬耪隆? 則得名于中國(guó)古代數(shù)學(xué)專著《九章算術(shù)》，這部書(shū)總結(jié)了戰(zhàn)國(guó)、秦、漢時(shí)期的數(shù)學(xué)成就。

國(guó)際學(xué)術(shù)界通常對(duì)量子計(jì)算的實(shí)驗(yàn)發(fā)展制定三步路線圖，其中第一步就是實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)越性，即通過(guò)高精度地操縱近百個(gè)物理比特，高效求解超級(jí)計(jì)算機(jī)無(wú)法在合理時(shí)間內(nèi)解決的特定高復(fù)雜度數(shù)學(xué)問(wèn)題。

“量子優(yōu)越性像個(gè)門檻，是指當(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)的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，就證明其未來(lái)有多方超越的可能?！? 中國(guó)科大教授陸朝陽(yáng)說(shuō)，多年來(lái)國(guó)際學(xué)界高度關(guān)注、期待這個(gè)里程碑式轉(zhuǎn)折點(diǎn)到來(lái)。

2019 年美國(guó)谷歌公司宣布研制出 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。2020 年潘建偉團(tuán)隊(duì)構(gòu)建 76 個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)并取名“九章”，原型機(jī)在處理高斯玻色取樣問(wèn)題的速度比當(dāng)時(shí)最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快一百萬(wàn)億倍，使中國(guó)成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)越性的國(guó)家。

第二年潘建偉團(tuán)隊(duì)再次成功研制 113 個(gè)光子的“九章二號(hào)”和 66 比特的“祖沖之二號(hào)”量子計(jì)算原型機(jī)，使中國(guó)成為唯一在光學(xué)和超導(dǎo)兩條技術(shù)路線都實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)越性的國(guó)家。

本次最新發(fā)布的“九章三號(hào)”首次實(shí)現(xiàn)了對(duì) 255 個(gè)光子的操縱能力，極大提升了計(jì)算的復(fù)雜度。根據(jù)業(yè)界公開(kāi)的最優(yōu)算法，該機(jī)處理高斯玻色取樣的速度比上一代“九章二號(hào)”提升一百萬(wàn)倍，1 微秒就可算出的最復(fù)雜樣本，當(dāng)前全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)前沿約需 200 億年。

當(dāng)前，國(guó)際量子計(jì)算研究呈加速態(tài)勢(shì)，量子計(jì)算成為全球各國(guó)科研和戰(zhàn)略布局的重點(diǎn)，包括IBM、谷歌等在內(nèi)的科技巨頭不斷加碼，各國(guó)政府和行業(yè)也正加速對(duì)量子計(jì)算的研發(fā)投資和政策扶持。

新華社、每日經(jīng)濟(jì)新聞綜合