【中国青年报】世界首台光量子计算机在中国诞生 2017-05-04

  5月3日,中国科学院量子信息和量子科技创新研究院在上海宣布,世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生。这是中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等,联合浙江大学王浩华教授研究组在量子计算机研究方面取得的突破性进展。

  

所谓量子计算机是指利用量子相干叠加原理,在理论上具有超快的并行计算和模拟能力的计算机。随着可操纵的微观粒子数增加,量子计算机的计算能力将呈指数级增长。例如,一台操纵50个微观粒子的量子计算机,对特定问题的处理能力可超过目前全球最快的超级计算机。

  

潘建伟当天表示,目前国际上学术界对于量子计算技术的研究有很多方案,其中包括基于光子、超冷原子和超导线路等3个受到广泛关注的体系。由于量子计算的巨大潜在价值,欧美各国都在积极整合各方面研究力量和资源,开展协同攻关,同时,大型高科技公司如谷歌、微软、IBM等也强势介入量子计算研究。

  

在光子体系,潘建伟团队在国际上率先实现了五光子、六光子、八光子纠缠,一直保持着国际领先水平,并于2016年年底把纪录刷新至十光子纠缠。在此基础上,潘建伟、陆朝阳等利用自主发展的综合性能国际最优的量子点单光子源,通过电控可编程的光量子线路,构建了针对多光子“玻色取样”任务的光量子计算原型机。

  

 实验测试表明,这台量子计算机原型机的取样速度不仅比国际同行类似的实验加快至少2.4万倍,同时,通过和经典算法比较,也比人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机运行速度快10~100倍——这标志着科学家可以构建出一些量子的机器,和此前经典的计算机进行同台竞赛。

  

在发布会举行的前一天即5月2日,该研究成果以长文的形式在线发表于国际学术期刊《自然光子学》。潘建伟说,这意味着我国在基于光子的量子计算机研究方面取得突破性进展,为最终实现超越经典计算能力的量子计算奠定了坚实基础。

  

他还透露,计划在今年年底实现约20个光量子比特的操纵,面向量子计算能力超越经典计算能力的终极目标继续前行。

  

在超导体系已经公开的结果中,2015年,谷歌、美国航天航空局和加州大学圣芭芭拉分校宣布实现了9个超导量子比特的高精度操纵。这个纪录在2017年被中国科学家团队首次打破。潘建伟当天表示,包括朱晓波、王浩华、陆朝阳以及他本人在内的中国科学家成功实现目前世界上最大数目即10个超导量子比特的纠缠,研究团队还进一步利用超导量子线路演示了求解线性方程组的量子算法,证明了通过量子计算的并行性加速求解线性方程组的可行性。

  

本报上海5月3日电

中国青年报·中青在线记者 邱晨辉 中国青年报 ( 2017年05月04日 02 版)

http://zqb.cyol.com/html/2017-05/04/nw.D110000zgqnb_20170504_4-02.htm


     
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