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2021年11月23日
【中国纪检监察报】中国在两条技术路线上实现“量子优越性”

党的十八大以来,从“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的”、“大国重器必须掌握在自己手里”,到“粮食要靠自己,实体经济要靠自己,制造业要靠自己”,习近平总书记在各种场合反复强调“独立自主”对于中国发展的重要意义。

从嫦娥五号、“奋斗者”号“上九天、下五洋”,到量子、干细胞研究深入“无人区”,从高铁、5G培育新增长极,到大数据、人工智能赋能高质量发展……无论是基础研究、高新技术,还是成果转化、工程应用,科技成果竞相涌现。

“比超级计算机快亿亿亿倍。”

近日,我国量子计算研究获重要进展,中国科学技术大学潘建伟团队在论文中介绍,经过一系列改进,光量子计算机“九章二号”处理特定问题的速度比超级计算机要快上亿亿亿倍,超导量子计算原型机“祖冲之二号”,求解“量子随机线路取样”任务的速度也比目前全球最快的超级计算机快1000万倍以上。

这意味着,中国成为目前唯一在两条技术路线上达到“量子优越性”里程碑的国家。

1981年,诺贝尔奖获得者理查德·费曼提出了量子计算机构想。目前,量子计算已被认为可能是下一代信息革命的关键技术,可通过特定算法产生超越传统计算机的算力,解决重大经济社会问题。研制量子计算机成为世界科技前沿重大挑战。

2016年8月16日,中国科学院国家空间科学中心研制的“墨子号”量子科学实验卫星,在中国的酒泉卫星发射中心成功发射升空并进入预定轨道。

“墨子号”也是世界上第一颗量子卫星,为我国引领世界量子通信技术发展、空间尺度量子物理基本问题检验等前沿研究,奠定了坚实的科学与技术基础。

“墨子号”是我国在过去二十年间大力发展量子信息技术的一个缩影。在中国科学院第二十次院士大会、中国工程院第十五次院士大会、中国科协第十次全国代表大会上,习近平总书记多次提及量子信息技术,并指出:“要在事关发展全局和国家安全的基础核心领域,瞄准人工智能、量子信息、集成电路、先进制造、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域,前瞻部署一批战略性、储备性技术研发项目,瞄准未来科技和产业发展的制高点。”

2020年,潘建伟团队成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”,处理高斯玻色取样问题的速度比超级计算机快一百万亿倍,使中国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。

今年以来,潘建伟团队进行了一系列概念和技术创新,于近期成功研制出“九章二号”。

“我们主要有三大突破,首先显著提高了量子光源的产率、品质和收集效率,将光源关键指标从63%提升到92%。其次,将多光子量子干涉线路从100维度增加到144维度,操纵的光子数从76个增加到113个。第三,新增了可编程功能。”研究团队成员、中科大教授陆朝阳说。

结果显示,“九章二号”的算力实现巨大提升。根据目前已发表的最优经典算法,“九章二号”求解高斯玻色取样问题的处理速度,比全球最快的超级计算机快亿亿亿倍,比“九章”快100亿倍。“九章二号”1毫秒可算出的问题,全球“最快超算”需30万亿年。

在超导量子计算领域,我国科研人员也实现了后来居上。据专家介绍,超导路线具有比较容易添加门运算实现、比较容易实现远程编程操作等优势,这同样是有希望实现最终的实用化的重要量子计算路线。

今年5月,潘建伟、朱晓波、彭承志等人构建了62比特超导量子计算原型机“祖冲之号”,实现了可编程的二维量子行走。近期,潘建伟团队采用全新的倒装焊3D封装工艺,解决了大规模比特集成问题,成功研制出“祖冲之二号”。根据目前已公开的最优经典算法,“祖冲之二号”对“量子随机线路取样”问题的处理速度,比目前全球最快的超级计算机快1000万倍以上。

2019年和2020年,美国和中国相继推出量子计算原型机“悬铃木”和“九章”,实现了“量子优越性”,其中“九章”使用的是光量子技术路线。“祖冲之二号”的成功,使中国成为唯一在两条技术路线上实现“量子优越性”的国家。

(综合新华社报道、潘建伟院士在第二十三届中国科协年会开幕式上的讲话内容整理)

《中国纪检监察报》(2021年11月23日5版)

https://jjjcb.ccdi.gov.cn/epaper/index.html?guid=1462861342514872321

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