什么是量子霸權(quán)？“九章”長(zhǎng)什么樣,？(4)

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2020-12-09 19:19:16 新京報(bào)

Q8：“九章”的研發(fā)難點(diǎn)在于什么,？

袁嵐峰：光波、水波等想要產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋,，有一個(gè)重要條件就是兩束波的相位差恒定,。量子的干涉也類似，如果每一路的光相位總是抖動(dòng),，彼此之間相位差就會(huì)不穩(wěn)定,，也就觀測(cè)不到穩(wěn)定的采樣結(jié)果。

在這次實(shí)驗(yàn)中,，每路單模壓縮光進(jìn)入干涉網(wǎng)絡(luò)之前,，要各自經(jīng)過2米自由空間和20米光纖，所謂保持相位鎖定,，也就是保證這個(gè)路徑的光程恒定,。科學(xué)家們采取“缺啥補(bǔ)啥”的策略,，讓同源的若干路激光分別走壓縮態(tài)光所走的路程,，并與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參考激光進(jìn)行比較（通過干涉的方法），實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每一路與標(biāo)準(zhǔn)參考光的相位差,，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,。在精密微妙的操控下，2米自由空間+20米光纖光程抖動(dòng)保持在25納米之內(nèi),，這相當(dāng)于100公里的距離誤差小于一根頭發(fā)絲,。

在最終的采樣結(jié)果里，該團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建了76個(gè)光子100個(gè)模式的高斯玻色采樣量子計(jì)算原型機(jī),。

什么是量子霸權(quán),？“九章”長(zhǎng)什么樣？

100模式相位穩(wěn)定干涉儀：光量子干涉裝置集成在20cm*20cm的超低膨脹穩(wěn)定襯底玻璃上,，用于實(shí)現(xiàn)50路單模壓縮態(tài)間的兩兩干涉,，并高精度地鎖定任意兩路光束間的相位。圖/中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)官網(wǎng)

Q9：量子計(jì)算機(jī)離成熟,、大規(guī)模使用還有多遠(yuǎn),？未來可能在哪些方面給人們的生活帶來顛覆性改變,？

袁嵐峰：對(duì)于量子計(jì)算機(jī)的研究，同行公認(rèn)有三個(gè)指標(biāo)性的發(fā)展階段,。第一個(gè)階段是發(fā)展具備50-100個(gè)量子比特的高精度專用量子計(jì)算機(jī),，對(duì)于一些超級(jí)計(jì)算機(jī)無法解決的高復(fù)雜度特定問題實(shí)現(xiàn)高效求解，實(shí)現(xiàn)計(jì)算科學(xué)中“量子計(jì)算優(yōu)越性”的里程碑,。

此次“九章”的研制成功,，就是第一個(gè)階段的勝利。在這之后,，科學(xué)家還會(huì)致力于研制可相干操縱數(shù)百個(gè)量子比特的量子模擬機(jī),，用于解決若干超級(jí)計(jì)算機(jī)無法勝任的具有重大實(shí)用價(jià)值的問題（如量子化學(xué)、新材料設(shè)計(jì),、優(yōu)化算法等）,。最后，大幅度提高可操縱的量子比特的數(shù)目（百萬量級(jí)）和精度（容錯(cuò)閾值＞99.9%）,，研制可編程的通用量子計(jì)算原型機(jī),。

我們重視量子計(jì)算，是因?yàn)樗臐摿?，而不是它的現(xiàn)狀,。它確實(shí)有革命性的潛力，只是還需要艱苦的努力,，絕不是一蹴而就的,。

新京報(bào)記者張璐

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(責(zé)任編輯：路子康 CN078)

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