今日凌晨，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布，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(duì)與中科院上海微系統(tǒng)所、國家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作，構(gòu)建了 76 個(gè)光子 100 個(gè)模式的量子計(jì)算原型機(jī) “九章”，實(shí)現(xiàn)了具有實(shí)用前景的 “高斯玻色取樣”任務(wù)的快速求解。

據(jù)悉，根據(jù)現(xiàn)有理論，該量子計(jì)算系統(tǒng)處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快一百萬億倍(“九章”一分鐘完成的任務(wù)，超級(jí)計(jì)算機(jī)需要一億年)。等效地，其速度比去年谷歌發(fā)布的 53 個(gè)超導(dǎo)比特量子計(jì)算原型機(jī)“懸鈴木”快一百億倍。

據(jù)了解，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)表示，這一成果使得我國成功達(dá)到了量子計(jì)算研究的第一個(gè)里程碑：量子計(jì)算優(yōu)越性(國外也稱之為 “量子霸權(quán)”)。相關(guān)論文于 12 月 4 日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。

▲ “九章”量子計(jì)算原型機(jī)光路系統(tǒng)原理圖 | 圖源：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)

據(jù)介紹，近期，潘建偉團(tuán)隊(duì)通過自主研制同時(shí)具備高效率、高全同性、極高亮度和大規(guī)模擴(kuò)展能力的量子光源，同時(shí)滿足相位穩(wěn)定、全連通隨機(jī)矩陣、波包重合度優(yōu)于 99.5%、通過率優(yōu)于 98% 的 100 模式干涉線路，相對(duì)光程 10-9 以內(nèi)的鎖相精度，高效率 100 通道超導(dǎo)納米線單光子探測器，成功構(gòu)建了 76 個(gè)光子 100 個(gè)模式的高斯玻色取樣量子計(jì)算原型機(jī) “九章”。

根據(jù)目前最優(yōu)的經(jīng)典算法，“九章”對(duì)于處理高斯玻色取樣的速度比目前世界排名第一的超級(jí)計(jì)算機(jī) “富岳”快一百萬億倍，等效地比谷歌去年發(fā)布的 53 比特量子計(jì)算原型機(jī) “懸鈴木”快一百億倍。同時(shí)，通過高斯玻色取樣證明的量子計(jì)算優(yōu)越性不依賴于樣本數(shù)量，克服了谷歌 53 比特隨機(jī)線路取樣實(shí)驗(yàn)中量子優(yōu)越性依賴于樣本數(shù)量的漏洞。“九章”輸出量子態(tài)空間規(guī)模達(dá)到了 1030(“懸鈴木”輸出量子態(tài)空間規(guī)模是 1016，目前全世界的存儲(chǔ)容量是 1022)。

論文鏈接：

https://science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.abe8770