比超级计算机快千万倍！我国在两种物理体系实现“量子计算优越性”

整理 | 祝涛
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据央视新闻报道，近日，中科院量子信息与量子科技创新研究院科研团队在超导量子和光量子两种系统的量子计算方面取得重要进展，使我国成为目前世界上唯一在两种物理体系达到“量子计算优越性”里程碑的国家。

中国科学院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等组成的研究团队与中科院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，发展了量子光源受激放大的理论和实验方法，构建了113个光子144模式的量子计算原型机“九章二号”，并实现了相位可编程功能，完成了对用于演示“量子计算优越性”的高斯玻色取样任务的快速求解。根据现已正式发表的最优经典算法理论，“九章二号”处理高斯玻色取样的速度比目前最快的超级计算机快亿亿亿倍。这一成果再次刷新了国际上光量子操纵的技术水平，进一步提供了量子计算加速的实验证据。

此外，该科研团队与中科院上海技术物理研究所合作，在“祖冲之号”的基础上，采用全新的倒装焊3D封装工艺，解决了大规模比特集成的问题，构建了66比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之二号”，实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解。根据现有理论，“祖冲之二号”处理的量子随机线路取样问题的速度比目前最快的超级计算机快一千万倍，计算复杂度比谷歌公开报道的53比特超导量子计算原型机“悬铃木”提高了一百万倍，这一成果是我国继光量子计算原型机“九章”后在超导量子比特体系首次达到“量子计算优越性”里程碑，使我国成为目前唯一同时在两种物理体系都达到这一里程碑的国家。

量子计算优越性的成功演示，标志着量子计算研究进入到发展的第二阶段，中国科学技术大学教授陆朝阳说：“目前量子计算的发展还处于非常早期的阶段，很难预测应用前景到底有多广阔，但是现在来看，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。”

参考链接：

• https://www.cas.cn/syky/202110/t20211026_4811245.shtml
• https://www.cas.cn/syky/202110/t20211026_4811244.shtml