“九章”计较机助力我国首次实现“量子计较优越性”

　　“九章”计较机助力我国首次实现“量子计较优越性”

　　它花1分钟，超算需亿年(科技自立自强)

　　《 人民日报 》( 2020年12月08日 第 13 版)

　　克日，中国科学家乐成构建76个光子的量子计较原型机“九章”。计较玻色采样问题，“九章”处理惩罚5000万个样本只需200秒，而今朝世界最快的超算需6亿年。这是我国首次实现“量子计较优越性”。

　　眼下，研制量子计较机已是世界科技前沿的最大挑战之一。将来，“九章”在呆板进修、量子化学等规模有潜在应用。

　　克日，中国科学技能大学潘建伟、陆向阳等学者构成的研究团队与中国科学院上海微系统所与信息技能研究所、国度并行计较机工程技能研究中心相助，构建了76个光子的量子计较原型机“九章”。计较玻色采样问题，“九章”处理惩罚5000万个样本只需200秒，而今朝世界最快的超等计较机需要6亿年。

　　这是我国首次实现“量子计较优越性”，这一打破也使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国度。12月4日，《科学》杂志颁发了该成就。

　　难点浩瀚

　　在设备的自主研发、技能革新上下工夫

　　“九章”，既是中国古代的数学专著《九章算术》，也是安稳确立了我国在国际量子计较研究中第一方阵职位的量子计较原型机，二者皆有里程碑意义。

　　“量子计较优越性”，指的是作为新闹事物的量子计较机，一旦在某个问题上的计较本领高出了最强的传统计较机，就证明白量子计较机的优越性，跨过了将来在多方面逾越传统计较机的门槛。

　　“这将尝试各方面的技能推进到远超以前的程度。”澳大利亚昆士兰大学传授蒂姆·拉夫说：“该设备的局限是不凡的：100模式过问干与仪、25个压缩器提供输入的量子态、利用100个单光子探测器举办探测，而且实现了同时保持高效率，不变性和量子不行判别性——这都是展示量子计较优越性所必须的。”

　　从20光子输入60模式过问干与线路的玻色取样，到76个光子100个模式的高斯玻色取样，必需在设备上下工夫。“一开始，高效率100通道超导纳米线单光子探测器机能很低，只有4%。我们通过与中科院上海微系统与信息技能研究所相助，自主研发、技能革新，此刻其机能已经晋升到了98%。”陆向阳说，不绝加强量子光源、量子过问干与、单光子探测器等规模的自主创新，是下一步研究的重点。

　　“操作量子器件来办理日益巨大的问题并浮现量子优势，是量子科学前沿中的最重要问题之一。”美国科学院院士、沃尔夫奖得主、狄拉克奖章得主彼得·佐勒认为，潘建伟团队的研究，在量子系统的巨细与扩展性、实际应用的前景方面把研究程度晋升到了一个新的高度。

　　意义不凡

　　在不增加能耗的基本上，晋升计较本领

　　“大数据时代，全球数据量呈指数增长，每两年翻一番。复杂的数据若不提取，则没有意义。”潘建伟说。今朝，计较机传统的成长模式受限，超等计较性能耗庞大。在潘建伟看来，“九章”问世，其意义在于在不增加能耗的基本上，晋升计较本领。

　　眼下，研制量子计较机已成为世界科技前沿的最大挑战之一，是全球竞赛的核心。去年，谷歌公司推出53个超导量子比特的计较机“悬铃木”，对一个数学算法的计较效率远超其时世界最快的超等计较机，率先实现了“量子优越性”。而“九章”则实现了“高斯玻色取样”任务的快速求解。