比目前全球最快的超級計算機快一億億倍!安徽商報融媒體記者從中國科學技術大學獲悉,該校研究團隊與國內多個研究中心合作,成功構建了255個光子的量子計算原型機“九章三號”,再度刷新了光量子信息的技術水平和量子計算優越性的世界紀錄。
根據公開正式發表的最優經典精確采樣算法,“九章三號”處理高斯玻色取樣的速度比上一代“九章二號”提升一百萬倍?!熬耪氯枴痹诎偃f分之一秒時間內所處理的最高復雜度的樣本,需要當前最強的超級計算機“前沿”花費超過二百億年的時間。這一成果進一步鞏固了我國在光量子計算領域的國際領先地位。
研制量子計算機是當前世界科技前沿的最大挑戰之一。為此,國際學術界制定了三步走的發展路線。
這其中,第一步是實現“量子計算優越性”,即通過對近百個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,這標志著40年前Feynman等人的夢想成為現實。同時,在此過程中,發展出可擴展的量子調控技術,為具備容錯能力的通用量子計算機的研制提供技術基礎。
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系的“量子計算優越性”,并克服了谷歌實驗中量子優越性依賴于樣本數量的漏洞。2021年,中國科大團隊進一步成功研制了113光子的可相位編程的“九章二號”和56比特的“祖沖之二號”量子計算原型機,使我國成為唯一在光學和超導兩種技術路線都達到了“量子計算優越性”的國家。
中國科大團隊在理論上首次發展了包含光子全同性的新理論模型,實現了更精確的理論與實驗的吻合;同時,發展了完備的貝葉斯驗證和關聯函數驗證,全面排除了所有已知的經典仿冒算法,為量子計算優越性提供了進一步數據支撐。在技術上,研制了基于光纖時間延遲環的超導納米線探測器,把多光子態分束到不同空間模式并通過延時把空間轉化為時間,實現了準光子數可分辨的探測系統。
(安徽商報融媒體記者 胡霈霖/文 )