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新聞 & 事件
我國在兩條技術路線上實現“量子優越性”
2021-11-03

本報訊 記者從中國科學技術大學獲悉,近日,該校科研團隊在超導量子和光量子兩種係統的量子計算方麵取得重要進展,使我國成為目前世界上唯一在兩種物理體係達到量子計算優越性裏程碑的國家。

中國科學技術大學中科院量子信息與量子科技創新研究院潘建偉、朱曉波、彭承誌等組成的研究團隊與中科院上海技術物理研究所合作,構建了66比特可編程超導量子計算原型機“祖衝之二號”,實現了對“量子隨機線路取樣”任務的快速求解。

根據現有理論,“祖衝之二號”處理量子隨機線路取樣問題的速度比目前最快的超級計算機快7個數量級,計算複雜度比穀歌公開報道的53比特超導量子計算原型機“懸鈴木”提高了6個數量級(“懸鈴木”處理“量子隨機線路取樣”問題比經典超算快2個數量級),這一成果是我國繼光量子計算原型機“九章”後在超導量子比特體係首次達到“量子計算優越性”裏程碑,使得我國成為目前唯一同時在兩種物理體係都達到這一裏程碑的國家。

量子計算機對特定問題的求解超越超級計算機,即量子計算優越性。潘建偉、朱曉波、彭承誌等於2021年5月構建了當時國際上量子比特數目最多的62比特超導量子計算原型機“祖衝之號”。團隊又在“祖衝之號”的基礎上,采用全新的倒裝焊3D封裝工藝,研製成功“祖衝之二號”。根據目前已公開的最優經典算法,“祖衝之二號”對“量子隨機線路取樣”問題的處理速度,比全球最快的超級計算機快1000萬倍以上。

“祖衝之二號”采用二維網格比特排布芯片架構,直接兼容表麵碼量子糾錯算法,為量子糾錯並進一步實現通用量子計算奠定了基礎。同時,“祖衝之二號”的並行高保真度量子門操控能力和完全可編程能力,有望在特定領域找到有實用價值的應用,預期應用包括量子機器學習、量子化學、量子近似優化等。

此外,中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽、劉乃樂等組成的研究團隊與中科院上海微係統所、國家並行計算機工程技術研究中心合作,發展了量子光源受激放大的理論和實驗方法,構建了113個光子144模式的量子計算原型機“九章二號”,並實現了相位可編程功能,完成了對用於演示“量子計算優越性”的高斯玻色取樣任務的快速求解。

根據目前已正式發表的最優化經典算法,“九章二號”在高斯玻色取樣這個問題上的處理速度比最快的超級計算機快億億億倍,比“九章”快100億倍。“九章二號”1毫秒可算出的問題,全球“最快超算”需30萬億年。這一成果再次刷新了國際上光量子操縱的技術水平,進一步提供了量子計算加速的實驗證據。

新安晚報 安徽網 大皖新聞記者 陳牧

《新安晚報》(2021年10月27日A02版)

http://epaper.ahwang.cn/xawb/20211027/html/page_01_content_000.htm