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“九章”问鼎全球最快计算机

我国达到“量子计算优越性”里程碑

国际学术期刊《科学》12月4日凌晨在线发表我国科学家量子计算研究进展,76个光子的原型机“九章”问鼎全球最快计算机,这使得我国成功达到“量子计算优越性”里程碑。

中国科学技术大学教授潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,构建了76个光子的量子计算原型机 “九章”,实现了具有使用前景的 “高斯玻色取样”任务的快速求解。该量子计算系统处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机日本“富岳”快一百万亿倍,等效地比去年美国谷歌公司发布的53个超导比特量子计算原型机“悬铃木”快一百亿倍,并且它的量子计算优越性不依赖于样本数量,克服了谷歌53比特随机线路取样实验中量子优越性依赖于样本数量的漏洞。

量子计算机具有超快并行计算能力,相比于经典计算机,量子计算机通过特定算法在一些具有重大问题方面实现指数级别的加速。当前,研制量子计算机成为世界科技前沿的最大挑战之一,是国家间角逐的焦点。潘建伟团队在光量子信息处理方面处于国际领先水平,2017年构建了世界首台超越早期经典计算机的光量子计算原型机,2019年研制了确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率的国际最高性能单光子源,实现了20光子输入60量子比特的希尔伯特态空间,逼近“量子计算优越性”。

潘建伟团队近期自主研制出具备高效率、高全同性、极高亮度和大规模扩展能力的量子光源,满足相位稳定、全连通随机矩阵、波包重合度优于99.5%、通过率优于98%的100模式干涉线路,相对光程10的-9次方以内的锁相精度,高效率100通道超导纳米线单光子探测器,成功构建了76个光子100个模式的高斯玻色取样量子计算原型机 “九章”,输出量子态空间规模达到10的30次方。这一成果牢固确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位,为未来实现可解决具有重大实用价值问题的规模化量子模拟机奠定技术基础。基于“九章”的高斯玻色取样算法还在图论、机器学习、量子化学等领域具有潜在应用,成为后续发展的重要方向。(记者 陈婉婉)

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