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近日,，中國科學(xué)家成功構(gòu)建76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”,。計(jì)算玻色采樣問題，“九章”處理5000萬個(gè)樣本只需200秒,，而目前世界最快的超算需6億年,。這是我國首次實(shí)現(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”。

眼下,，研制量子計(jì)算機(jī)已是世界科技前沿的最大挑戰(zhàn)之一,。未來，“九章”在機(jī)器學(xué)習(xí),、量子化學(xué)等領(lǐng)域有潛在應(yīng)用,。

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉,、陸朝陽等學(xué)者組成的研究團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)所與信息技術(shù)研究所,、國家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作，構(gòu)建了76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”,。計(jì)算玻色采樣問題,，“九章”處理5000萬個(gè)樣本只需200秒，而目前世界最快的超級計(jì)算機(jī)需要6億年,。

這是我國首次實(shí)現(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”,，這一突破也使我國成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家。12月4日,，《科學(xué)》雜志發(fā)表了該成果,。

難點(diǎn)眾多

在設(shè)備的自主研發(fā)、技術(shù)革新上下功夫

“九章”,，既是中國古代的數(shù)學(xué)專著《九章算術(shù)》,，也是牢固確立了我國在國際量子計(jì)算研究中第一方陣地位的量子計(jì)算原型機(jī),，二者皆有里程碑意義。

“量子計(jì)算優(yōu)越性”,，指的是作為新生事物的量子計(jì)算機(jī),，一旦在某個(gè)問題上的計(jì)算能力超過了最強(qiáng)的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，就證明了量子計(jì)算機(jī)的優(yōu)越性,，跨過了未來在多方面超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的門檻,。

“這將實(shí)驗(yàn)各方面的技術(shù)推進(jìn)到遠(yuǎn)超以前的水平?！卑拇罄麃喞ナ刻m大學(xué)教授蒂姆·拉夫說：“該設(shè)備的規(guī)模是非凡的：100模式干涉儀,、25個(gè)壓縮器提供輸入的量子態(tài)、使用100個(gè)單光子探測器進(jìn)行探測,，并且實(shí)現(xiàn)了同時(shí)保持高效率,，穩(wěn)定性和量子不可分辨性——這都是展示量子計(jì)算優(yōu)越性所必需的?！?/p>

從20光子輸入60模式干涉線路的玻色取樣,，到76個(gè)光子100個(gè)模式的高斯玻色取樣，必須在設(shè)備上下功夫,?！耙婚_始，高效率100通道超導(dǎo)納米線單光子探測器性能很低,，只有4%,。我們通過與中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所合作，自主研發(fā),、技術(shù)革新,，現(xiàn)在其性能已經(jīng)提升到了98%?！标懗栒f,，不斷增強(qiáng)量子光源、量子干涉,、單光子探測器等領(lǐng)域的自主創(chuàng)新,，是下一步研究的重點(diǎn)。