中科大量子計算原型機(jī)再刷新光量子信息技術(shù)世界紀(jì)錄
業(yè)內(nèi)消息,近日中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽等組成的研究團(tuán)隊與中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、國家并行計算機(jī)工程技術(shù)研究中心宣布成功構(gòu)建 255 個光子的量子計算原型機(jī) “九章三號”。
據(jù)悉,這項成果再度刷新了光量子信息技術(shù)世界紀(jì)錄,求解高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問題比目前全球最快的超級計算機(jī)快一億億倍,是繼 2020 年實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”后,中國科研團(tuán)隊再次確立量子算力的新里程碑,在研制量子計算機(jī)之路上邁出重要一步。
量子計算是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單元進(jìn)行計算的新型計算模式,1981 年,諾貝爾獎獲得者理查德·費(fèi)曼首先提出了量子計算機(jī)構(gòu)想。“九章” 則得名于中國古代數(shù)學(xué)專著《九章算術(shù)》,這部書總結(jié)了戰(zhàn)國、秦、漢時期的數(shù)學(xué)成就。
國際學(xué)術(shù)界通常對量子計算的實驗發(fā)展制定三步路線圖,其中第一步就是實現(xiàn)量子優(yōu)越性,即通過高精度地操縱近百個物理比特,高效求解超級計算機(jī)無法在合理時間內(nèi)解決的特定高復(fù)雜度數(shù)學(xué)問題。
“量子優(yōu)越性像個門檻,是指當(dāng)新生的量子計算原型機(jī),在某個問題上的計算能力超過了最強(qiáng)的傳統(tǒng)計算機(jī),就證明其未來有多方超越的可能?!? 中國科大教授陸朝陽說,多年來國際學(xué)界高度關(guān)注、期待這個里程碑式轉(zhuǎn)折點到來。
2019 年美國谷歌公司宣布研制出 53 個量子比特的計算機(jī)“懸鈴木”,在全球首次實現(xiàn)量子優(yōu)越性。2020 年潘建偉團(tuán)隊構(gòu)建 76 個光子的量子計算原型機(jī)并取名“九章”,原型機(jī)在處理高斯玻色取樣問題的速度比當(dāng)時最快的超級計算機(jī)快一百萬億倍,使中國成為全球第二個實現(xiàn)量子優(yōu)越性的國家。
第二年潘建偉團(tuán)隊再次成功研制 113 個光子的“九章二號”和 66 比特的“祖沖之二號”量子計算原型機(jī),使中國成為唯一在光學(xué)和超導(dǎo)兩條技術(shù)路線都實現(xiàn)量子優(yōu)越性的國家。
本次最新發(fā)布的“九章三號”首次實現(xiàn)了對 255 個光子的操縱能力,極大提升了計算的復(fù)雜度。根據(jù)業(yè)界公開的最優(yōu)算法,該機(jī)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,1 微秒就可算出的最復(fù)雜樣本,當(dāng)前全球最快的超級計算機(jī)前沿約需 200 億年。
當(dāng)前,國際量子計算研究呈加速態(tài)勢,量子計算成為全球各國科研和戰(zhàn)略布局的重點,包括IBM、谷歌等在內(nèi)的科技巨頭不斷加碼,各國政府和行業(yè)也正加速對量子計算的研發(fā)投資和政策扶持。
新華社、每日經(jīng)濟(jì)新聞綜合