量子計(jì)算原型機(jī)“九章”問世

2020年12月4日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽團(tuán)隊(duì)，成功構(gòu)建了76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”?！熬耪隆鼻蠼鈹?shù)學(xué)算法“高斯玻色取樣”只需200秒，而目前世界最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“富岳”要用6億年，且等效地比谷歌的“懸鈴木”快一百億倍。這一研究成果使我國成功達(dá)到了量子計(jì)算研究的第一個(gè)里程碑，實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性，相關(guān)論文于當(dāng)日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。

2019年9月，谷歌推出53個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)“懸鈴木”，對(duì)一個(gè)數(shù)學(xué)算法的計(jì)算只需200秒，而當(dāng)時(shí)世界最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“頂峰”需要2天，谷歌因此宣稱其實(shí)現(xiàn)了“量子霸權(quán)”。

由于量子計(jì)算機(jī)在原理上具有超快的并行計(jì)算能力，在一些具有重大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的問題上，相比經(jīng)典計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)別的加速。當(dāng)前，研制量子計(jì)算機(jī)已成為世界科技前沿的最大挑戰(zhàn)之一，是歐美發(fā)達(dá)國家角逐的焦點(diǎn)。

國際上普遍認(rèn)為量子計(jì)算機(jī)的研究遵循三個(gè)發(fā)展階段。第一階段，發(fā)展具備50-100個(gè)量子比特的高精度專用量子計(jì)算機(jī)，對(duì)一些超級(jí)計(jì)算機(jī)無法解決的高復(fù)雜度特定問題實(shí)現(xiàn)高效求解，實(shí)現(xiàn)計(jì)算科學(xué)中的“量子計(jì)算優(yōu)越性”。第二階段，通過對(duì)規(guī)?；囿w量子體系的精確制備、操控與探測(cè)，研制可相干操縱數(shù)百個(gè)量子比特的量子模擬機(jī)，用于解決若干超級(jí)計(jì)算機(jī)無法勝任的具有重大實(shí)用價(jià)值的問題。第三階段，爭取在未來二三十年，提高量子比特的操縱精度，使之達(dá)到能超越量子計(jì)算苛刻的容錯(cuò)閾值（大于99.9%） ，大幅度提高可集成的量子比特?cái)?shù)目至百萬量級(jí)，實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)量子邏輯門，研制出可編程的通用量子計(jì)算原型機(jī)。

潘建偉認(rèn)為，目前我國已經(jīng)走完量子計(jì)算發(fā)展的第一階段。