中國“天河二號”超級計(jì)算機(jī)算出量子霸權(quán)標(biāo)準(zhǔn) 但距實(shí)際應(yīng)用距離尚遠(yuǎn)

隨著量子物理裝置技術(shù)水平的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)似乎日益臨近。稱霸標(biāo)準(zhǔn)已成為量子計(jì)算領(lǐng)域最重要的科學(xué)問題之一。記者11日獲悉，國防科技大學(xué)吳俊杰團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)金賢敏合作，在國際上最先開啟了稱霸標(biāo)準(zhǔn)的研究。最近，《國家科學(xué)評論》在線發(fā)表了他們的研究成果，報道了玻色采樣案例的稱霸標(biāo)準(zhǔn)。

量子計(jì)算擁有的超越所有經(jīng)典計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力被稱為量子霸權(quán)，但在物理實(shí)驗(yàn)上，迄今還沒有任何一臺量子裝置在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中展現(xiàn)出這種能力。實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)，將代表超越經(jīng)典的量子計(jì)算能力從理論走進(jìn)實(shí)驗(yàn)，標(biāo)志著一個新的計(jì)算能力飛躍時代的開始。

論文的作者之一劉雍介紹，玻色采樣問題是一種針對光子(玻色子)系統(tǒng)的量子霸權(quán)測試案例。理論上，經(jīng)典計(jì)算機(jī)求解玻色采樣需要指數(shù)量級計(jì)算時間，而量子計(jì)算只需要多項(xiàng)式量級計(jì)算時間。與此同時，相比通用量子計(jì)算，玻色采樣更容易實(shí)現(xiàn)。該項(xiàng)研究中，吳俊杰與金賢敏在“天河二號”超級計(jì)算機(jī)上完成了玻色采樣問題的核心難題——積和式的求解。實(shí)際測試的問題規(guī)模達(dá)到48個光子，并推斷出“天河二號”模擬50個光子的玻色采樣需要約100分鐘。也就是說，一旦實(shí)際的量子物理裝置實(shí)現(xiàn)了每組樣本100分鐘以內(nèi)50光子的玻色采樣，就在求解這個問題上超過了“天河二號”，實(shí)現(xiàn)了量子霸權(quán)。

劉雍指出，因?yàn)椴⒉灰笥糜谡故玖孔影詸?quán)的問題具有任何實(shí)際用途，實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)離實(shí)現(xiàn)實(shí)際的量子計(jì)算機(jī)尚有很大距離。多項(xiàng)稱霸標(biāo)準(zhǔn)的研究成果也表明，當(dāng)前實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)絕非易事。