新華社合肥10月26日電(記者徐海濤)記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校潘建偉、陸朝陽、劉乃樂等人與中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、國家并行計算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作,近期成功構(gòu)建113個光子144模式的量子計算原型機(jī)“九章二號”,求解高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問題比目前全球最快的超級計算機(jī)快10的24次方倍(億億億倍),在研制量子計算機(jī)之路上邁出重要一步。
1981年,諾貝爾獎獲得者理查德·費(fèi)曼提出了量子計算機(jī)構(gòu)想。目前,量子計算已被認(rèn)為可能是下一代信息革命的關(guān)鍵技術(shù),可通過特定算法產(chǎn)生超越傳統(tǒng)計算機(jī)的算力,解決重大經(jīng)濟(jì)社會問題。研制量子計算機(jī)成為世界科技前沿重大挑戰(zhàn)。
2020年,潘建偉團(tuán)隊成功構(gòu)建76個光子的量子計算原型機(jī)“九章”,處理高斯玻色取樣問題的速度比超級計算機(jī)快一百萬億倍,使中國成為全球第二個實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家。
今年以來,潘建偉團(tuán)隊進(jìn)行了一系列概念和技術(shù)創(chuàng)新,于近期成功研制出“九章二號”。
“九章二號”整體裝置圖??蒲袌F(tuán)隊供圖
“我們主要有三大突破,首先顯著提高了量子光源的產(chǎn)率、品質(zhì)和收集效率,將光源關(guān)鍵指標(biāo)從63%提升到92%。其次,將多光子量子干涉線路從100維度增加到144維度,操縱的光子數(shù)從76個增加到113個。第三,新增了可編程功能?!毖芯繄F(tuán)隊成員、中科大教授陸朝陽說。
結(jié)果顯示,“九章二號”的算力實(shí)現(xiàn)巨大提升。根據(jù)目前已發(fā)表的最優(yōu)經(jīng)典算法,“九章二號”求解高斯玻色取樣問題的處理速度,比全球最快的超級計算機(jī)快億億億倍,比“九章”快100億倍?!熬耪露枴?毫秒可算出的問題,全球“最快超算”需30萬億年。
“九章二號”144模式干涉儀(部分)實(shí)驗照片??蒲袌F(tuán)隊供圖
10月25日,國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》發(fā)表了該研究成果。量子物理學(xué)家、加拿大卡爾加里大學(xué)教授巴里·桑德斯認(rèn)為,這是“令人激動的實(shí)驗杰作”。
據(jù)悉,未來的通用型量子計算機(jī)可望在密碼破譯、天氣預(yù)報、材料設(shè)計、藥物分析等領(lǐng)域發(fā)揮作用。目前的“九章二號”還只是“單項冠軍”,但其超強(qiáng)算力,在圖論、量子化學(xué)等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價值。