再度刷新世界紀錄！中國科學家成功研制“九章三號”量子計算原型機：求解特定問題比超算快一億億倍

每經編輯｜杜宇

據新華社，10月11日，中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中國科學院上海微系統與信息技術研究所、國家并行計算機工程技術研究中心合作，宣布成功構建255個光子的量子計算原型機“九章三號”。這項成果再度刷新光量子信息技術世界紀錄，求解高斯玻色取樣數學問題比目前全球最快的超級計算機快一億億倍，在研制量子計算機之路上邁出重要一步。

圖片來源：新華社

國際知名學術期刊《物理評論快報》發表該成果。根據公開發表的最優算法，“九章三號”處理高斯玻色取樣的速度比上一代“九章二號”提升一百萬倍，“九章三號”1微秒可算出的最復雜樣本，當前全球最快的超級計算機“前沿”（Frontier）約需200億年。

實驗裝置示意圖 圖片來源：央視新聞

量子計算是后摩爾時代的一種新的計算范式，它在原理上具有超快的并行計算能力，可望通過特定量子算法在一些具有重大社會和經濟價值的問題方面相比經典計算機實現指數級別的加速。因而，研制量子計算機是當前世界科技前沿的最大挑戰之一。

為此，國際學術界制定了三步走的發展路線。其中，第一步是實現“量子計算優越性”，即通過對近百個量子比特的高精度量子調控，對特定問題的求解展現超級計算機無法比擬的算力。同時，在此過程中，發展出可擴展的量子調控技術，為具備容錯能力的通用量子計算機的研制提供技術基礎。

據央視新聞，2020年，中國科學技術大學團隊成功構建76光子的“九章”光量子計算原型機，首次在國際上實現光學體系的“量子計算優越性”，并克服了谷歌實驗中量子優越性依賴于樣本數量的漏洞。2021年，中國科大團隊進一步成功研制了113光子的可相位編程的“九章二號”和56比特的“祖沖之二號”量子計算原型機，使我國成為唯一在光學和超導兩種技術路線都達到了“量子計算優越性”的國家。

光量子計算的國際競爭態勢 圖片來源：央視新聞

通過一系列創新，中國科學技術大學團隊首次實現了對255個光子的操縱能力，極大地提升了光量子計算的復雜度，處理高斯玻色取樣的速度比“九章二號”提升了一百萬倍。在構建“九章”系列光量子計算原型機的基礎上，研究團隊還揭示了高斯玻色取樣和圖論之間的數學聯系，完成對稠密子圖等兩類具有實用價值的圖論問題的求解，相比經典計算機精確模擬的速度快1.8億倍。此外，又在國際上首次演示了無條件的多光子量子精密測量優勢。

每日經濟新聞綜合新華社、央視新聞

封面圖片來源：央視新聞視頻截圖

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