世界首臺光量子計算機在中國誕生 速度比國際同行實驗快24000倍

▲中國科學院量子計算實驗室

 

        量子計算機是指利用量子相干疊加原理，理論上具有超快的并行計算和模擬能力的計算機。曾有人打過一個比方：如果現(xiàn)在傳統(tǒng)計算機的速度是自行車，量子計算機的速度就好比飛機。例如，一臺操縱50個微觀粒子的量子計算機，對特定問題的處理能力可超過目前最快的“神威·太湖之光”超級計算機。

 

        多粒子糾纏的操縱作為量子計算的技術制高點，一直是國際角逐的焦點。在光子體系，潘建偉團隊在國際上率先實現(xiàn)了五光子、六光子、八光子和十光子糾纏，一直保持著國際領先水平。在超導體系，2015年，谷歌、美國航天航空局和加州大學圣芭芭拉分校宣布實現(xiàn)了9個超導量子比特的高精度操縱。這個記錄在2017年被中國科學家團隊打破。

 

        在中國科學院發(fā)布會上獲悉，潘建偉、朱曉波、王浩華等自主研發(fā)了10比特超導量子線路樣品，通過發(fā)展全局糾纏操作，成功實現(xiàn)了目前世界上最大數目的超導量子比特的糾纏和完整的測量。進一步，研究團隊利用超導量子線路演示了求解線性方程組的量子算法，證明了通過量子計算的并行性加速求解線性方程組的可行性。相關成果即將發(fā)表于國際權威期刊《物理評論快報》。

 

        在光量子計算方面，潘建偉、陸朝陽等利用自主發(fā)展的綜合性能國際最優(yōu)的量子點單光子源，并通過電控可編程的光量子線路，構建了針對多光子“玻色取樣”任務的光量子計算原型機。實驗測試表明，該原型機的取樣速度不僅比國際同行類似的實驗加快至少24000倍，同時，通過和經典算法比較，也比人類歷史上第一臺電子管計算機(ENIAC)和第一臺晶體管計算機(TRADIC)運行速度快10-100倍。

 

        潘建偉說，這是歷史上第一臺超越早期經典計算機的基于單光子的量子模擬機，為最終實現(xiàn)超越經典計算能力的量子計算奠定了基礎。5月2日，該研究成果以長文的形式在線發(fā)表于《自然光子學》。