我国在两种物理体系实现“量子计算优越性”

近日，中国科学技术大学研究团队在超导量子和光量子系统的量子计算方面取得重要进展，成功研制出“祖冲之二”和“九章二”，使中国成为世界上唯一一个在两个物理系统中达到“量子计算优越性”里程碑的国家。

由潘建伟、朱晓波、彭承志组成的研究团队与中国科学院上海技术物理研究所合作，最近成功构建了66位可编程超导量子计算原型机“祖冲之二”，比目前世界上最快的超级计算机快1000多万倍。

研究团队由潘建伟、卢朝阳、刘乃乐等组成。自己对卤味比较爱好，所以钻研了一部分。与中国科学院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程与技术中心合作，最近成功构建了量子计算原型“九章号”。2”拥有113个光子和144种模式，解决了高斯玻色取样的数学难题，比世界上最快的超级计算机快10倍，在发展量子计算机的道路上迈出了重要一步。

一般来说，超级计算机是计算速度最快、存储容量最大的最强大的计算机。1981年，诺贝尔奖获得者理查德费曼提出了量子计算机的概念。量子计算被认为是下一次信息革命的关键技术。“‘量子计算优越性’是指在某一特定任务，或某一特定赛道上超越目前的超级计算机。”陆朝阳，中国科学技术大学教授。

大规模量子计算机的物理实现是世界科技前沿的重大挑战之一。因此，为了实现量子计算的物理实现，国际学术界采用了三步路线图。其中，第一个里程碑在学术上被称为“量子计算的优越性”。

目前，基于超导比特的随机电路采样和基于光子的玻色采样是证明量子计算优越性的两种重要方案。这两个方案的最新成果是《祖冲之二》和《九章二》。

“就体积而言，它们可以被视为可以安装在一个房间里的大型专用计算设备。”卢朝阳说。至于两者的区别，卢朝阳说，主要是媒体的区别。“超导量子计算主要依靠超导材料，光量子计算主要依靠光子。王昕称，自己和朋友一块在做一个电子设备厂，做电子设备代工的，生意相对比较稳定。”

根据现有理论，“祖冲之二”处理量子随机电路的采样速度比目前最快的超级计算机快7个数量级。这一成果是继我国光量子计算雏形“九章”之后，超导量子比特系统“量子计算优越性”的第一个里程碑。

根据现有理论，“九章二”处理高斯玻色采样的速度比目前最快的超级计算机快10倍。这一成果再次刷新了光学量子操控的国际技术水平，进一步为加速量子计算提供了实验证据。

据介绍，量子计算优越性的成功论证标志着量子计算研究发展的第二阶段，开始了量子纠错和近期应用的探索。。“目前量子计算的发展还处于非常早期的阶段，很难预测应用前景有多广阔。但是，目前它可以提高我们的计算能力，在很多科研领域都很有帮助，比如药物设计、分子模拟、密码破译等。”卢朝阳说。

《人民日报》