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

量子計算機(jī)是指利用量子相干疊加原理,理論上具有超快的并行計算和模擬能力的計算機(jī)。隨著可操縱的粒子數(shù)的增加,量子計算機(jī)的計算能力呈指數(shù)增長,可以為經(jīng)典計算機(jī)無法解決的大規(guī)模計算難題提供有效解決方案,具有巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＲ慌_操縱50個微觀粒子的量子計算機(jī),對一些特定問題的處理能力甚至比超級計算機(jī)更強(qiáng)。如果現(xiàn)在經(jīng)典計算機(jī)的速度是自行車,那量子計算機(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)體系的量子計算機(jī)研究方面取得了兩項重大突破性進(jìn)展,今天,他們在上海宣布,世界首臺超越早期經(jīng)典計算機(jī)的量子計算機(jī)問世。在光學(xué)體系上,該研究團(tuán)隊在2016年已實現(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)量子點單光子源構(gòu)建了世界首臺在性能上能夠超越早期經(jīng)典計算機(jī)的單光子量子計算機(jī)。最新實驗測試表明,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驗加快至少24000倍,比人類歷史上第一臺電子管計算機(jī)(ENIAC)和第一臺晶體管計算機(jī)(TRADIC)運行速度快10-100倍。

光量子實驗室

以前,量子計算速度比經(jīng)典計算機(jī)快還只是停留在理論中,而該臺原型機(jī)將這一理論變成現(xiàn)實邁出了堅實的第一步,把量子計算機(jī)真正推向和經(jīng)典計算機(jī)競爭的擂臺。這是歷史上第一臺超越早期經(jīng)典計算機(jī)量子模擬機(jī),為最終實現(xiàn)超越經(jīng)典計算能力的量子計算這一國際學(xué)術(shù)界稱之為“量子稱霸”的目標(biāo)奠定了堅實的基礎(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個量子比特操縱的記錄,形成了一個完整的超導(dǎo)計算機(jī)的系統(tǒng),使我國在超導(dǎo)體系量子計算機(jī)研究領(lǐng)域也進(jìn)入世界一流水平行列。根據(jù)計劃,中國科技技術(shù)大學(xué)潘建偉教授研究團(tuán)隊將計劃在今年年底實現(xiàn)大約20個光量子比特的操縱,20個超導(dǎo)量子比特樣品的設(shè)計、制備和測試,量子計算機(jī)的速度將會成指數(shù)增長。

關(guān)鍵詞： 光量子計算機(jī)