近日，中国科学技术大学潘建伟研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，成功研制出量子计算原型机“九章”，其处理特定问题的速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍。
这一成果使我国成功实现了量子计算研究的第一个里程碑量子计算优越性，相关论文今天（12月4日）在国际学术期刊《科学》发表。
在位于安徽合肥的中科院量子创新研究院，记者看到，最新研制成功的量子计算原型机几乎占据了半个实验室，包含上千个部件。经过二十多年研究攻关，科研团队通过在量子光源、量子干涉、单光子探测器等领域的自主创新，成功构建了76个光子100个模式的高斯玻色取样量子计算原型机“九章”。
中国科学技术大学教授 陆朝阳：它就采取了由76个光子输出，然后在100×100的这样一个目前世界上最大尺度的这样一个干涉仪里面进行干涉，那么干涉的过程其实也是我们计完成计算的这样一个过程。
“九章”计算速度达超级计算机百亿倍
实验结果显示，“九章”处理特定问题的速度比目前世界排名第一的超级计算机“富岳”快一百万亿倍，同时也等效地比谷歌去年发布的53比特量子计算原型机“悬铃木”快一百亿倍，成功实现了量子计算领域的第一个里程碑量子计算优越性。
中国科学院院士 中国科学技术大学教授 潘建伟：“九章号”展示了量子计算的强大的算力。我们将把它初步用于量子化学的一些研究，图论里面的一些组合数学方面的一些研究，甚至也可以用于一些机器学习的研究，所以它就可以把有些传统上认为是比较困难的问题，用我们的计算机就可以来做一些有效的有益的探索。
科研团队介绍，“九章号”量子计算原型机确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位，为未来实现规模化量子模拟机奠定了技术基矗随着计算能力的进一步提升，量子计算机将有望在密码破译、材料设计、药物分析等具有实用价值的领域发挥重要作用。
麻省理工学院教授 美国青年科学家总统奖得主 德克 英格伦：我认为这是一个了不起的成就，这是开发这些中型量子计算机的一个里程碑。
奥地利科学院院长 美国科学院院士 安东 蔡林格：这项工作成果很重要，证明了基于光子的量子计算机也可能实现量子计算优越性。我相信有朝一日量子计算机会被广泛使用，甚至每个人都可以使用。
拥有并行计算能力 计算速度指数级增加
量子科技，是国际最为关注的前沿热点之一。如果将传统计算机的速度比作“自行车”，量子计算机的速度则是“飞机”。量子计算为何具有如此强大的计算能力？“量子计算优越性”究竟是什么呢？
量子就是质量、能量等各种物理量的最小单元，而且它也要以某种粒子状态存在。如果说到能量，比如光，一个光子就是一个量子。
中国科学技术大学教授 陆朝阳：量子计算机它是利用量子力学的原理，量子力学它可以允许一个物体同时处于多种状态，那么比如说0和1同时存在，它可以做一个原理上叫做并行计算，就是很多个任务可以一起完成，因此它就有了这样一种超越经典计算机的计算能力。
正是因为具有超快的并行计算能力，量子计算可望通过特定算法实现指数级别的加速。对于量子计算机的研究，科学界公认有三个指标性的发展阶段。
中国科学院院士 中国科学技术大学教授 潘建伟：在我们的量子计算里面，第一个里程碑性的目标就是要来展示量子计算的优越性。我们在高斯波色采样实验当中构建了一个量子计算的原型机，可以比目前最快的超算能够快10的14次方倍，就相当于我这里算一分钟的东西，用“富岳号”拿来算的话，要算一亿年它才能把这个事情给算完，这就是叫做量子优越性。就是我总算可以演示某个功能比传统的超级计算机算得好了，这样的话我们就可以进一步地去寻找各种各样的应用。
潘建伟介绍，将实现量子计算优越性的这台量子原型机命名为“九章”，是为了纪念中国古代最早的数学专著《九章算术》。在“九章”量子原型机的基础上，研究团队将通过提高量子比特的操纵精度等一系列技术攻关，力争尽早研制出可编程的通用量子计算原型机。
中国科学院院士 中国科学技术大学教授 潘建伟：希望能够通过15年到20年的努力，能够研制出通用的量子计算机，这样的话它就可以来解决很多非常广泛的问题了。比如包括密码分析、气象预报、药物设计，探索物理学或者化学生物学里面的一些复杂的问题。
(来源:央视新闻)
