新華社合肥10月11日電 題：“九章三號”量子計算原型機問世 中國確立算力新里程碑

　　新華社記者何曦悅、徐海濤、郭鑫

　　中國科研團隊11日宣布,，成功構(gòu)建量子計算原型機“九章三號”，再度刷新光量子信息技術(shù)世界紀(jì)錄,。“九章三號”求解高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問題的速度比目前全球最快的超級計算機快一億億倍,。

　　這是繼2020年實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”后，中國科研團隊再次確立量子算力的新里程碑,。

　　根據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)11日公布的消息,，255個光子的“九章三號”量子計算原型機由該校潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所,、國家并行計算機工程技術(shù)研究中心合作構(gòu)建,。當(dāng)天，國際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》也發(fā)表了這一科研成果,。

　　量子計算是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單元進行計算的新型計算模式,，1981年，諾貝爾獎獲得者理查德?費曼首先提出了量子計算機構(gòu)想,?！熬耪隆眲t得名于中國古代數(shù)學(xué)專著《九章算術(shù)》，這部書總結(jié)了戰(zhàn)國,、秦,、漢時期的數(shù)學(xué)成就。

　　國際學(xué)術(shù)界通常對量子計算的實驗發(fā)展制定“三步走”的路線圖,，其中第一步就是實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”,，即通過高精度地操縱近百個物理比特，高效求解超級計算機無法在合理時間內(nèi)解決的特定高復(fù)雜度數(shù)學(xué)問題,。

　　“‘量子優(yōu)越性’像個門檻,，是指當(dāng)新生的量子計算原型機，在某個問題上的計算能力超過了最強的傳統(tǒng)計算機,，就證明其未來有多方超越的可能,。”中國科大教授陸朝陽說,，多年來國際學(xué)界高度關(guān)注,、期待這個里程碑式轉(zhuǎn)折點到來。

　　2019年,，美國谷歌公司宣布研制出53個量子比特的計算機“懸鈴木”,，在全球首次實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”。2020年,，潘建偉團隊構(gòu)建76個光子的量子計算原型機,，取名“九章”,。“九章”處理高斯玻色取樣問題的速度比當(dāng)時最快的超級計算機快一百萬億倍,，使中國成為全球第二個實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家,。

　　2021年，該團隊又成功研制113個光子的“九章二號”和66比特的“祖沖之二號”量子計算原型機,，使中國成為唯一在光學(xué)和超導(dǎo)兩條技術(shù)路線都實現(xiàn)量子優(yōu)越性的國家,。

　　此次最新發(fā)布的“九章三號”首次實現(xiàn)了對255個光子的操縱能力，極大提升了計算的復(fù)雜度,。根據(jù)業(yè)界公開的最優(yōu)算法,，“九章三號”處理高斯玻色取樣的速度比“九章二號”提升一百萬倍，“九章三號”1微秒可算出的最復(fù)雜樣本,，當(dāng)前全球最快的超級計算機“前沿”約需200億年,。

　　高斯玻色取樣是一個計算概率分布的算法，可用于編碼和求解多種問題,，需要極大的運算量,。

　　“‘九章三號’較‘九章二號’最大的升級就在于‘時空解復(fù)用的光纖環(huán)’上，過去的‘九章二號’無法解析光子具體數(shù)量,，光纖環(huán)的應(yīng)用能夠大幅度提高光子的操縱水平,。”陸朝陽說,，與此同時,，受激量子光源也是目前世界上損耗率最低、模式數(shù)最多的,，提高了光子數(shù)和品質(zhì),，提升了計算的復(fù)雜度。

　　“量子計算機在原理上具有超快的并行計算能力,，可望通過特定算法在密碼破譯,、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、天氣預(yù)報,、材料設(shè)計,、藥物分析等領(lǐng)域，提供比傳統(tǒng)計算機更強的算力支持,?！迸私▊フf。

　　當(dāng)前,，國際量子計算研究呈加速態(tài)勢,，量子計算成為全球各國科研和戰(zhàn)略布局的重點，包括IBM、谷歌等在內(nèi)的科技巨頭不斷加碼,，各國政府和行業(yè)也正加速對量子計算的研發(fā)投資和政策扶持,。

　　“通用量子計算機需要操縱上千萬的量子比特，同時也要具備糾錯能力,，這些都是目前九章系列量子計算原型機需要迭代實現(xiàn)的,，量子技術(shù)的實用化是一場接力長跑?！标懗栒f,。

　　根據(jù)量子計算“三步走”路線圖，第二步是研制可操縱數(shù)百個量子比特的量子模擬機,，解決一些超級計算機無法勝任,、具有重大實用價值的問題。第三步,，大幅提高量子比特的操縱精度、集成數(shù)量和容錯能力,，研制可編程的通用量子計算機,。

　　國際主流觀點認(rèn)為，要研制通用型量子計算機,，至少還需要5年到10年時間,。

　　潘建偉團隊表示，期待這次突破能激發(fā)科學(xué)界更多關(guān)于經(jīng)典算法模擬的研究,，逐步解決各種科學(xué)和工程挑戰(zhàn),，加快實現(xiàn)通用型量子計算機推動經(jīng)濟社會發(fā)展。