10月11日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)發(fā)布消息稱，該校潘建偉、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)研究中心合作，成功構(gòu)建了255個光子的量子計算原型機(jī)“九章三號”，再度刷新了光量子信息的技術(shù)水平和量子計算優(yōu)越性的世界紀(jì)錄。
國際學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》當(dāng)天發(fā)表了這一成果。這也意味著我國在研制量子計算機(jī)的道路上又邁出重要一步。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)陸朝陽教授向第一財經(jīng)記者表示，“九章三號”的成功構(gòu)建主要有四方面的意義：首先是使得40年前費(fèi)曼等人的夢想成為現(xiàn)實；第二是在九章發(fā)展過程中，發(fā)展出可擴(kuò)展的量子調(diào)控技術(shù)，為具備容錯能力的通用量子計算機(jī)的研制提供技術(shù)基礎(chǔ)；第三是在激烈的國際競爭角逐中，“九章三號”的實現(xiàn)進(jìn)一步鞏固了我國在光量子計算領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位；最后是打開了在圖論等實際問題方面的應(yīng)用。
據(jù)悉，“九章三號”求解高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問題的速度，比目前全球最快的超級計算機(jī)快一億億倍。
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)曼提出量子計算機(jī)構(gòu)想。
“量子計算機(jī)在原理上具有超快的并行計算能力，可望通過特定算法在密碼破譯、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、天氣預(yù)報、材料設(shè)計、藥物分析等領(lǐng)域，提供比傳統(tǒng)計算機(jī)更強(qiáng)的算力支持。”潘建偉表示。
“九章”取名于中國古代數(shù)學(xué)名著《九章算術(shù)》。“九章三號”是在前兩代“九章”的基礎(chǔ)上的又一次技術(shù)躍遷。2020年，潘建偉團(tuán)隊構(gòu)建76個光子的量子計算原型機(jī)“九章”，使中國成為繼谷歌“懸鈴木”之后全球第二個實現(xiàn)量子優(yōu)越性的國家。
2021年，潘建偉團(tuán)隊成功研制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)，從而使中國成為在光學(xué)和超導(dǎo)兩條技術(shù)路線上都實現(xiàn)量子優(yōu)越性的國家。
“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。據(jù)業(yè)界公開的最優(yōu)算法，“九章三號”處理高斯玻色取樣的速度比“九章二號”提升一百萬倍。“九章三號”1微秒可算出的最復(fù)雜樣本，當(dāng)前全球最快的超級計算機(jī)約需200億年才能完成。
業(yè)內(nèi)認(rèn)為，“九章”的出色表現(xiàn)，牢固確立了我國在國際量子計算研究中的第一方陣地位，為未來實現(xiàn)可解決具有重大實用價值問題的規(guī)模化量子模擬機(jī)奠定了技術(shù)基矗
不過，要研制成功量子計算機(jī)還有很長的路要走。量子計算和經(jīng)典計算的競爭是一個長期的動態(tài)過程，雖然人們操縱量子比特的數(shù)量和精準(zhǔn)度在不斷提升，但是經(jīng)典計算的算法和硬件也在不斷優(yōu)化，超算工程的潛力更是不可小覷。
潘建偉曾表示，量子信息各研究領(lǐng)域都存在一些最需要突破的關(guān)鍵點，“十四五”期間的重點任務(wù)是構(gòu)建完整的天地一體廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系，并力爭造出真正“有用”的專用量子模擬機(jī)，即相干操縱數(shù)百個量子比特，為實現(xiàn)通用量子計算機(jī)奠定基矗
