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最快!我國量子計算機實現算力全球領先
2020-12-04 03:21:28 來源: 新華網
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  新華社合肥12月4日電(記者徐海濤、周暢)200秒只是短短一瞬,6億年早已是滄海桑田。12月4日,中國科學技術大學宣布該校潘建偉等人成功構建76個光子的量子計算原型機“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要用6億年。這一突破使我國成為全球第二個實現“量子優越性”的國家。

  “量子優越性像個門檻,是指當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計算機,就證明其未來有多方超越的可能。”中科大教授陸朝陽説,多年來國際學界高度關注、期待這個裏程碑式轉折點到來。

  這是光量子幹涉實物圖:左下方為輸入光學部分,右下方為鎖相光路,上方共輸出100個光學模式,分別通過低損耗單模光纖與100超導單光子探測器連接。新華社發

  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”。

  近期,潘建偉團隊與中科院上海微係統所、國家並行計算機工程技術研究中心合作,成功構建76個光子的量子計算原型機“九章”。

  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。等效來看,“九章”的計算速度比“懸鈴木”快100億倍,並彌補了“懸鈴木”依賴樣本數量的技術漏洞。

  這是100模式相位穩定幹涉儀:光量子幹涉裝置集成在20cm*20cm的超低膨脹穩定襯底玻璃上, 用于實現50路單模壓縮態間的兩兩幹涉,並高精度地鎖定任意兩路光束間的相位。新華社發

  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、規模化幹涉三大技術難題。

  “比如説,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。”潘建偉説,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。同時,鎖相精度要在10的負9次方以內,相當于100公裏距離的傳輸誤差不能超過一根頭發直徑。

  這是光量子幹涉示意圖。新華社發

  與通用計算機相比,“九章”還只是“單項冠軍”。但其超強算力,在圖論、機器學習、量子化學等領域具有潛在應用價值。

  12月4日,國際學術期刊《科學》發表了該成果,審稿人評價這是“一個最先進的實驗”“一個重大成就”。

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【糾錯】 責任編輯: 詹婧
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