【中国青年报】潘建伟科研团队在量子计算领域又有新突破
2021-10-26 中国青年报 王海涵 王磊
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“九章二号”144模式干涉仪（部分）实验照片。图片为中国科大提供
“祖冲之二号”量子处理器图。图片为中国科大提供
去年年底，光量子计算原型机“九章”的问世，使我国实现“量子计算优越性”。今年5月，中国科学技术大学科研团队再研发高精度、可编程的超导量子原型机“祖冲之号”。
26日，中青报·中青网记者从中国科大获悉，该校科研团队日前在超导量子和光量子两种系统的量子计算方面双双取得重要进展，使我国成为目前世界上唯一在两种物理体系达到“量子计算优越性”里程碑的国家。
量子计算被认为可能是下一代信息革命的关键技术。大规模量子计算机的物理实现，是世界科技前沿的重大挑战之一。量子计算机对特定问题的求解超越超级计算机，这就是量子计算优越性。基于超导比特的随机线路取样和基于光子的玻色取样，均是实验展示量子计算优越性的两种重要方案。
中科大中科院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队与中科院上海技术物理研究所合作，构建了66比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之二号”，实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解。
相关论文日前发表在国际权威学术期刊《物理评论快报》和《科学通报》上。
据现有理论，“祖冲之二号”处理的量子随机线路取样问题的速度比目前最快的超级计算机快7个数量级，计算复杂度比谷歌公开报道的53比特超导量子计算原型机“悬铃木”提高了6个数量级。
潘建伟、朱晓波、彭承志等长期瞄准超导量子计算领域，于2021年5月构建了当时国际上量子比特数目最多的62比特超导量子计算原型机“祖冲之号”，并实现了可编程的二维量子行走。在此基础上，团队采用全新的倒装焊3D封装工艺，解决了大规模比特集成的问题，研制成功“祖冲之二号”。
此外，潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等人与中科院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，近期成功构建量子计算原型机 “九章二号”，再次刷新国际上光量子操纵的技术水平。该研究成果于10月26日发表在《物理评论快报》。
潘建伟团队一直在光量子信息处理方面处于国际领先水平。值得一提的是，“九章二号” 的算力实现巨大提升，其在高斯玻色取样问题上的处理速度比全球最快的超级计算机快一千万倍。全球最快超级计算机需30万亿年可算出的问题，“九章二号”只需1毫秒即可解决。
团队成员、中科大教授陆朝阳介绍，相比之前，“九章二号”实现三大突破：显著提高了量子光源的产率、品质和收集效率；将多光子量子干涉线路从100维度增加到144维度，操纵的光子数从76个增加到113个；新增可编程功能。
“九章二号”144模式干涉仪（部分）实验照片。图片为中国科大提供
“祖冲之二号”量子处理器图。图片为中国科大提供
去年年底，光量子计算原型机“九章”的问世，使我国实现“量子计算优越性”。今年5月，中国科学技术大学科研团队再研发高精度、可编程的超导量子原型机“祖冲之号”。
26日，中青报·中青网记者从中国科大获悉，该校科研团队日前在超导量子和光量子两种系统的量子计算方面双双取得重要进展，使我国成为目前世界上唯一在两种物理体系达到“量子计算优越性”里程碑的国家。
量子计算被认为可能是下一代信息革命的关键技术。大规模量子计算机的物理实现，是世界科技前沿的重大挑战之一。量子计算机对特定问题的求解超越超级计算机，这就是量子计算优越性。基于超导比特的随机线路取样和基于光子的玻色取样，均是实验展示量子计算优越性的两种重要方案。
中科大中科院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队与中科院上海技术物理研究所合作，构建了66比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之二号”，实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解。
相关论文日前发表在国际权威学术期刊《物理评论快报》和《科学通报》上。
据现有理论，“祖冲之二号”处理的量子随机线路取样问题的速度比目前最快的超级计算机快7个数量级，计算复杂度比谷歌公开报道的53比特超导量子计算原型机“悬铃木”提高了6个数量级。
潘建伟、朱晓波、彭承志等长期瞄准超导量子计算领域，于2021年5月构建了当时国际上量子比特数目最多的62比特超导量子计算原型机“祖冲之号”，并实现了可编程的二维量子行走。在此基础上，团队采用全新的倒装焊3D封装工艺，解决了大规模比特集成的问题，研制成功“祖冲之二号”。
此外，潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等人与中科院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，近期成功构建量子计算原型机 “九章二号”，再次刷新国际上光量子操纵的技术水平。该研究成果于10月26日发表在《物理评论快报》。
潘建伟团队一直在光量子信息处理方面处于国际领先水平。值得一提的是，“九章二号” 的算力实现巨大提升，其在高斯玻色取样问题上的处理速度比全球最快的超级计算机快一千万倍。全球最快超级计算机需30万亿年可算出的问题，“九章二号”只需1毫秒即可解决。
团队成员、中科大教授陆朝阳介绍，相比之前，“九章二号”实现三大突破：显著提高了量子光源的产率、品质和收集效率；将多光子量子干涉线路从100维度增加到144维度，操纵的光子数从76个增加到113个；新增可编程功能。
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责任编辑：阎芳
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