今天(3日)上午,中科院為量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域取得的重大成果舉行新聞發(fā)布會(huì),宣布中國科學(xué)家構(gòu)建世界首臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的光量子計(jì)算機(jī)在中國誕生。

量子計(jì)算機(jī)是指利用量子相干疊加原理,理論上具有超快的并行計(jì)算和模擬能力的計(jì)算機(jī)。隨著可操縱的粒子數(shù)的增加,量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力呈指數(shù)增長,可以為經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法解決的大規(guī)模計(jì)算難題提供有效解決方案,具有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＲ慌_(tái)操縱50個(gè)微觀粒子的量子計(jì)算機(jī),對(duì)一些特定問題的處理能力甚至比超級(jí)計(jì)算機(jī)更強(qiáng)。如果現(xiàn)在經(jīng)典計(jì)算機(jī)的速度是自行車,那量子計(jì)算機(jī)的速度就好比飛機(jī)。由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽、朱曉波等,聯(lián)合浙江大學(xué)王浩華教授研究組,近日在基于光子和超導(dǎo)體系的量子計(jì)算機(jī)研究方面取得了兩項(xiàng)重大突破性進(jìn)展,今天,他們?cè)谏虾Ｐ?世界首臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算機(jī)問世。在光學(xué)體系上,該研究團(tuán)隊(duì)在2016年已實(shí)現(xiàn)國際最高水平的十光子糾纏操縱。今年,在這一基礎(chǔ)上,又利用我國自主研發(fā)的高品質(zhì)量子點(diǎn)單光子源構(gòu)建了世界首臺(tái)在性能上能夠超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的單光子量子計(jì)算機(jī)。最新實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明,該原型機(jī)的“玻色取樣”速度比國際同行之前所有類似的實(shí)驗(yàn)加快至少24000倍,比人類歷史上第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)(ENIAC)和第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)(TRADIC)運(yùn)行速度快10-100倍。

光量子實(shí)驗(yàn)室

以前,量子計(jì)算速度比經(jīng)典計(jì)算機(jī)快還只是停留在理論中,而該臺(tái)原型機(jī)將這一理論變成現(xiàn)實(shí)邁出了堅(jiān)實(shí)的第一步,把量子計(jì)算機(jī)真正推向和經(jīng)典計(jì)算機(jī)競(jìng)爭(zhēng)的擂臺(tái)。這是歷史上第一臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)量子模擬機(jī),為最終實(shí)現(xiàn)超越經(jīng)典計(jì)算能力的量子計(jì)算這一國際學(xué)術(shù)界稱之為“量子稱霸”的目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

中科院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉接受專訪

在超導(dǎo)體系,該研究團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了10比特超導(dǎo)量子線路樣品,通過高精度脈沖控制和全局糾纏操作,成功實(shí)現(xiàn)了目前世界上最大數(shù)目的超導(dǎo)量子比特的多體純糾纏,并通過層析測(cè)量方法完整地刻畫了10比特量子態(tài)。這一成果打破了美國之前保持的9個(gè)量子比特操縱的記錄,形成了一個(gè)完整的超導(dǎo)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng),使我國在超導(dǎo)體系量子計(jì)算機(jī)研究領(lǐng)域也進(jìn)入世界一流水平行列。根據(jù)計(jì)劃,中國科技技術(shù)大學(xué)潘建偉教授研究團(tuán)隊(duì)將計(jì)劃在今年年底實(shí)現(xiàn)大約20個(gè)光量子比特的操縱,20個(gè)超導(dǎo)量子比特樣品的設(shè)計(jì)、制備和測(cè)試,量子計(jì)算機(jī)的速度將會(huì)成指數(shù)增長。

關(guān)鍵詞： 光量子計(jì)算機(jī)