「股票002261」里程碑式突破!

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作者:股票002261 |  时间:2020-12-10 |  浏览:18 |  0 条评论

「股票002261」里程碑式突破!

12月4日,中国科学技术大学宣布,潘建伟等人用76个光子成功构建了量子计算原型“九章”。求解高斯玻色采样的数学算法只用了200秒,而世界上最快的超级计算机需要6亿年。这一突破使中国成为世界上第二个实现“量子优势”的国家。

“量子优越感就像一个门槛。意味着当一个新的量子计算原型在某个问题上比最强的传统计算机有更多的计算能力时,就证明了它在未来有多方面超越的可能性。”中国科技大学教授陆朝扬表示,多年来,国际学术界一直高度评价关注,并期待着这一里程碑式的转折点。

图一:“九章”量子计算原型光路系统示意图:左上激光系统产生高峰值功率的飞秒脉冲;左边25个光源通过参量下变频过程产生50个单模压缩态,输入右边100模光量子干涉网络;最后,用100个高效超导单光子探测器探测干涉仪输出的光量子态。(制图:陆朝扬、彭)

去年9月,美国谷歌公司(Google Inc .)推出了一款53位计算机“悬铃木”(Platanus acerifolia),计算一个数学算法只需200秒,而世界上最快的超级计算机的“巅峰”用了两天时间,实现了“量子优势”。

图二:光量子干涉物理图:左下角为输入光学部分,右下角为锁相光路,上方输出100个光模,通过低损耗单模光纤与100个超导单光子探测器相连。(照片:马、梁静、邓玉玺)

近日,潘建伟团队自主研发了一种高效率、高各向同性、极高亮度、大规模扩展能力的量子光源。同时满足相位稳定、全连通随机矩阵、波包重合率大于99.5%、通过率大于98%的100模干涉线、相对光程在10-9以内、锁相精度、高效100通道超导纳米线单光子探测器的要求。成功构建了76光子100模高斯玻色采样量子计算原型(命名为《九章》以纪念中国古代最早的数学专著《九章算术》)。

图3: 100模稳相干涉仪:光学量子干涉器件集成在20 cm*20 cm超低膨胀稳定基底玻璃上,用于实现50个单模压缩态之间的成对干涉,高精度锁定任意两束光束之间的相位。(照片:马、梁静、邓玉玺)

按照目前最好的经典算法,“九章”处理高斯玻色采样的速度比世界第一超级计算机“福越”快100万亿倍,相当于比谷歌去年发布的53位量子计算原型“悬铃木”快100亿倍。同时,高斯玻色采样证明的量子计算的优越性不依赖于样本数,克服了Google 53位随机电路采样实验中量子优越性依赖于样本数的漏洞。《九章》的输出量子态空间达到了1030(悬铃木的输出量子态空间是1016,目前世界上的存储容量是1022)。这一成果牢固确立了中国作为国际量子计算研究第一方阵的地位,为实现未来能够解决具有重大实用价值问题的大规模量子模拟器奠定了技术基础。此外,基于“九章”量子计算原型的高斯玻色采样算法在图论、机器学习,量子化学等领域具有潜在的应用,将是未来发展的重要方向。

图4:光量子干涉示意图(附图:罗)

《科学》杂志的评论者将该作品评价为“---艺术实验”和“一项重大成就”。研究人员希望这项工作能够激发更多经典算法的模拟工作,并预测未来会有改进的空间。量子s

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