「九章」量子神算　秒解億年難題

更新時間：2020-12-05 15:00來源：網絡作者：@Mary人氣：5423015

「九章」量子神算　秒解億年難題

圖：中國科學技術大學潘建偉（見圖）研究團隊與中科院上海微系統所、國家並行計算機工程技術研究中心合作構建了「九章」\資料圖片

記者4日從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中科院上海微系統所、國家並行計算機工程技術研究中心合作，構建了76個光子的量子計算原型機（港稱量子電腦原型機）「九章」，求解數學算法高斯玻色取樣只需200秒，而目前世界最快的超級計算機「富岳」要用6億年。這一歷經20年、攻克三大技術難題的突破性成果，與美國谷歌量子計算機「懸鈴木」相比，擁有三大無可比擬的優勢。

相關論文於12月4日在線發表在國際學術期刊《科學》上，審稿人評價這是「一個最先進的實驗」、「一個重大成就」。

去年9月，美國谷歌公司推出53個量子比特的計算機「懸鈴木」，對一個數學算法的計算只需200秒，而當時世界最快的超級計算機「頂峰」需2天，實現了「量子優越性」。

計算速度快「懸鈴木」百億倍

近期，潘建偉團隊與中科院上海微系統所、國家並行計算機工程技術研究中心合作，成功構建了76個光子100個模式的高斯玻色取樣量子計算原型機「九章」（紀念中國最早數學專著《九章算術》）。實驗顯示，當求解5000萬個樣本的高斯玻色取樣時，「九章」需200秒，而目前世界最快的超級計算機「富岳」需6億年。

潘建偉團隊表示，相比「懸鈴木」，「九章」有三大優勢：一是速度更快。雖然算的不是同一個數學問題，但與最快的超算等效比較，「九章」比「懸鈴木」快100億倍。二是環境適應性。「懸鈴木」需要零下273.12攝氏度的運行環境，而「九章」除了探測部分需要零下269.12攝氏度的環境外，其他部分可以在室溫下運行。三是彌補了技術漏洞。「懸鈴木」只有在小樣本的情況下快於超算，「九章」在小樣本和大樣本上均快於超算。

「光子」「超導」「冷原子」闢新路

據悉，潘建偉團隊這次突破歷經20年，主要攻克高品質光子源、高精度鎖相、規模化干涉三大技術難題。

其中的高品質量子光源，是目前國際上唯一同時具備高效率、高全同性、高亮度和大規模擴展能力的量子光源。「比如說，我們每次喝下一口水很容易，但每次喝下一個水分子很困難。」潘建偉說，光子源要保證每次只放出1個光子，且每個光子一模一樣，這是巨大挑戰。

潘建偉團隊表示，相信最終量子計算機會產生傳統計算機無法企及的算力，下一步，他們將在光子、超導、冷原子等多條技術線路上推進研究。「我對量子計算的前景非常樂觀，世界上有很多聰明人在做這件事，包括我的中國同事們。」

(來源：网络)

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