記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，由該校潘建偉院士領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)，近期成功研制出可編程量子計(jì)算原型機(jī)“九章四號(hào)”，其針對(duì)特定問(wèn)題的算力遠(yuǎn)超當(dāng)前全球最快超級(jí)計(jì)算機(jī)El Capitan，成功建立了國(guó)際上最強(qiáng)的“量子計(jì)算優(yōu)越性”。相關(guān)成果5月13日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

量子計(jì)算利用量子疊加等特性，在特定問(wèn)題上的運(yùn)算速度具備遠(yuǎn)超普通計(jì)算機(jī)的能力，而“量子計(jì)算優(yōu)越性”，就是指量子計(jì)算機(jī)在某類(lèi)數(shù)學(xué)問(wèn)題上，能超越現(xiàn)有最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，這也是衡量一個(gè)國(guó)家當(dāng)前量子計(jì)算實(shí)力的關(guān)鍵標(biāo)志。

我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)研制的“九章四號(hào)”，能操縱和探測(cè)高達(dá)3050個(gè)光子。它可以用來(lái)求解“高斯玻色采樣”任務(wù)——類(lèi)似計(jì)算無(wú)數(shù)粒子經(jīng)過(guò)復(fù)雜路徑后的分布概率，這類(lèi)問(wèn)題對(duì)普通計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)難度極大。

在“九章四號(hào)”的研制工作中，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)主要解決了光子損耗的難題，大幅提升了系統(tǒng)效率，讓量子計(jì)算的規(guī)模和復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)重大飛躍。測(cè)試顯示，“九章四號(hào)”生成一個(gè)樣本僅需25微秒，而全球最快超算El Capitan完成同樣任務(wù)，需要超過(guò)1042年，“九章四號(hào)”計(jì)算速度是超算的1054倍。

目前，我國(guó)已在量子計(jì)算領(lǐng)域積累大量科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。2020年，“九章”光量子計(jì)算原型機(jī)問(wèn)世，首次在光學(xué)體系實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性。此后，“九章二號(hào)”、“九章三號(hào)”不斷升級(jí)，并持續(xù)刷新紀(jì)錄。隨著近幾年“祖沖之二號(hào)”、“祖沖之三號(hào)”超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)的相繼問(wèn)世，我國(guó)也成為全球唯一在光量子計(jì)算與超導(dǎo)量子計(jì)算兩條量子計(jì)算技術(shù)路線上均實(shí)現(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”的國(guó)家。

此次“九章四號(hào)”的成果，進(jìn)一步鞏固了我國(guó)在光量子計(jì)算領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位，也為后續(xù)研制更先進(jìn)的量子計(jì)算機(jī)奠定了基礎(chǔ)。

（總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉）