再度刷新世界紀錄!我國科學家構建“九章三號”光量子計算原型機
中國青年報客戶端合肥10月11日電(中青報·中青網記者 王海涵 王磊 通訊員 王敏)記者今天從(cong) 中國科學技術大學了解到,該校中國科學院量子信息與(yu) 量子科技創新研究院潘建偉(wei) 、陸朝陽、劉乃樂(le) 等組成的研究團隊與(yu) 中國科學院上海微係統與(yu) 信息技術研究所、國家並行計算機工程技術研究中心合作,成功構建255個(ge) 光子的量子計算原型機“九章三號”,再度刷新光量子信息的技術水平和量子計算優(you) 越性的世界紀錄。
根據公開正式發表的最優(you) 經典精確采樣算法,“九章三號”處理高斯玻色取樣的速度比上一代“九章二號”提升一百萬(wan) 倍。“九章三號”在百萬(wan) 分之一秒時間內(nei) 所處理的最高複雜度的樣本,當前最強的超級計算機“前沿”需要花費超過二百億(yi) 年的時間。
研究成果於(yu) 10月11日發表於(yu) 《物理評論快報》。研究過程中,科研人員設計了時空解複用的光子探測新方法,構建了高保真度的準光子數可分辨探測器,提升了光子操縱水平和量子計算複雜度。這一成果進一步鞏固我國在光量子計算領域的國際領先地位。
量子計算是後摩爾時代一種新的計算範式,它在原理上具有超快的並行計算能力,可望通過特定量子算法在一些具有重大社會(hui) 和經濟價(jia) 值的問題方麵相比經典計算機實現指數級別的加速。因而,研製量子計算機是當前世界科技前沿的最大挑戰之一。
為(wei) 此,國際學術界製定了“三步走”發展路線。其中,第一步是實現“量子計算優(you) 越性”,即通過對近百個(ge) 量子比特的高精度量子調控,對特定問題的求解展現超級計算機無法比擬的算力。同時,在此過程中,發展出可擴展的量子調控技術,為(wei) 具備容錯能力的通用量子計算機的研製提供技術基礎。
2020年,中國科大團隊成功構建76光子的“九章”光量子計算原型機,首次在國際上實現光學體(ti) 係的“量子計算優(you) 越性”;2021年,中國科大團隊進一步成功研製113光子的可相位編程的“九章二號”和56比特的“祖衝(chong) 之二號”量子計算原型機,使我國成為(wei) 唯一在光學和超導兩(liang) 種技術路線都達到了“量子計算優(you) 越性”的國家。
量子計算優(you) 越性研究是一個(ge) 複雜而富有挑戰性的工作。研究人員期待這項工作一方麵能夠激發更多關(guan) 於(yu) 經典算法模擬的研究工作,另一方麵有助於(yu) 逐步解決(jue) 量子計算研究中的科學和工程挑戰。
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