中国科学家11日宣布成功构建光量子计算原型机“九章三号”，再度刷新了光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录。在研制量子计算机之路上又迈出重要一步。
来源｜中国新闻网
中新社合肥10月11日电 (记者 吴兰)记者11日从中国科学技术大学获悉，中国科学家近日成功构建了255个光子的量子计算原型机“九章三号”，再度刷新了光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录。
“九章三号”实验装置示意图（图片来源：量子科话）
根据公开发表的最优经典精确采样算法，“九章三号”处理高斯玻色取样速度比上一代“九章二号”提升一百万倍；“九章三号”在百万分之一秒时间内所处理的最高复杂度的样本，需要当前最强的超级计算机“前沿”(Frontier)花费超过二百亿年的时间。
这一成果是由中国科学技术大学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国科学院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作实现的。
量子计算是后摩尔时代的一种新的计算范式，它在原理上具有超快的并行计算能力，可望通过特定量子算法在一些具有重大社会和经济价值的问题方面相比经典计算机实现指数级别的加速。因而，研制量子计算机是当前世界科技前沿的最大挑战之一。
光量子计算的国际竞争态势（图片来源：量子科话）
为此，国际学术界制定了三步走的发展路线。其中，第一步是实现“量子计算优越性”，即通过对近百个量子比特的高精度量子调控，对特定问题的求解展现超级计算机无法比拟的算力。
2020年，中国科学技术大学团队成功构建76光子的“九章”光量子计算原型机。2021年，该团队进一步成功研制了113光子的可相位编程的“九章二号”和56比特的“祖冲之二号”量子计算原型机，使中国成为唯一在光学和超导两种技术路线都达到了“量子计算优越性”的国家。
经过一系列的理论发展和技术创新，研究团队近日首次实现了对255个光子的操纵能力，极大地提升了光量子计算的复杂度。
据介绍，在构建“九章”系列光量子计算原型机的基础上，研究团队还揭示了高斯玻色取样和图论之间的数学联系，完成对稠密子图和Max-Haf两类具有实用价值的图论问题的求解，相比经典计算机精确模拟的速度快1.8亿倍。此外，还在国际上首次演示了无条件的多光子量子精密测量优势。
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