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据中国科学技术大学12月4日消息，该校潘建伟、陆朝阳等组成的研究小组与中国科学院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，构建了76个光子的量子计算样机“九章” 年乌兹堡中德固体量子新闻研讨会上，潘建伟(第一排左四)和陆朝阳(第一排左一)讨论并决定了沃尔沃采样研究计划 图像源|知识分子根据现有理论，该量子计算系统解决高斯玻色采样的速度比现在最快的超级计算机快100兆倍(在“第9章”的一分钟内完成的任务，对超级计算机是1亿年吗？ 等效地，其速度比去年谷歌发布的53个超导比特量子计算样机“悬念”快100亿倍 这一成果使我国实现了量子计算研究的第一个里程碑:量子计算优势(在国外也被称为“量子霸权”)。 相关论文于12月4日在国际学术杂志《科学》上发表 “九章”量子计算样机光路系统原理图:左上激光系统产生高峰电力飞秒脉冲。 左方25光源在参数下转换过程中生成50路单模压缩状态输入右方100模式光量子干涉互联网最后使用100个高效超导单光子检测器检测干涉仪输出光量子状态 (制图:陆朝阳、彭礼超)量子计算机原理上具有超高速的并行计算能力，在特定算法下具有重大社会和经济价值的问题(如密码破译、大数据优化、材料设计、药物分解等)上比经典计算机加速指数级 目前量子计算机的开发已经成为世界科学技术前沿的最大挑战之一，成为欧美各发达国家角逐的焦点 对于量子计算机的研究，本行业国际同行公认有三个指标性的快速发展阶段: 01快速发展是具有50-100个量子比特的高精度专用量子计算机，对一点超级计算机处理不了的高多杂的用户问题有效 02通过标准化多体量子系统的精确制造、操作和探测，开发了数百个量子比特可以干涉操作的量子模型机，提出了一些超级计算机具有无法承受的重大实用价值的问题(如量子化学、新材料设计、优化算法的 03通过积累在专用量子计算和模拟器的研究开发过程中迅速发展的各种技术，提高量子比特的操作精度，超过量子计算的严格容错阈值( > 99.9% )，可整合的量子比特数(百万位) 潘建伟队在解决光量子新闻方面处于国际领先地位 年，这个团队构建了世界上第一台超过早期古典计算机( eniac )的光量子计算样机 年，团队进一步开发了明确偏振、高纯度、高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模式干涉线路的玻色采样，输出多，相当于复杂度为48量子比特的希尔伯特状态空间，“量子计算优势” 光量子干涉实物图:左下输出输入光学部分，右下输出相位同步光路，上方输出共计100个光学模式，分别通过低损耗单模光纤与100超导单光子检测器连接 (拍摄:马潇汉、梁竞、邓宇皓)最近，这个团队自主开发，是具有高效率、高同性、极高亮度、大规模扩展能力的量子光源，相位稳定、全连通随机矩阵、波包聚合度优于99.5%、通过率优于98%的100摩 成功构建了满足高效率通道的76个光子100模式的高斯玻色采样量子计算样机“第9章”(之所以命名为“第9章”，是为了纪念中国古代最古老的数学专业书“第9章算术”)。 100模式相位稳定干涉仪:光量子干涉装置集成在20 cm*20 cm的超低膨胀稳定基础玻璃上，用于实现50路单模压缩状态之间的双干涉，高精度地锁定任意两个光束之间的相位 (拍摄:马潇汉、梁竞、邓宇皓)根据目前最好的经典算法，《九章》解决高斯玻色采样的速度比目前世界排名第一的超级计算机“富岳”快100兆倍，谷歌去年发布的53比 另外，基于高斯玻色采样的量子计算的优势不依赖于样本数，Google53位随机线路采样实验中的量子优势克服了依赖于样本数的脆弱性 “九章”的输出量子状态空间规模达到了1030 (“悬念”的输出量子状态空间规模为1016，目前全世界的存储容量为1022 )。 这一成果为巩固第一方在中国国际量子计算研究中的地位，实现能够处理未来有重大实用价值的问题的规模化量子模仿机奠定了技术基础 另外，根据“第九章号”对样机进行量子计算高斯玻色采样算法在图论、机器学习、量子化学等行业有潜在的应用，是后续快速发展的重要方向 光量子干涉图(制图:文乐、罗来涵)科学杂志审稿人将这项事业评价为“最先进的实验”( a state-of-the-art experiment )、“巨大成果”( a major achievement )。 研究者希望这项事业刺激越来越多的古典算法模拟领域的事业，将来还有提高的馀地。 量子优势实验不是一蹴而就的工作，而是更快的经典算法和不断提高的量子计算硬件之间的竞争，但最终量子并行性产生了经典计算机无法达到的计算能力 这些项目得到了中国科学院、安徽省、科技部、上海市和基金委员会的支持 编辑|王琪校审|张妍来源|新华社，科技日报，共青团中央原标题:“里程碑式突破！ 是谷歌的一百亿倍！ 》阅读原文
