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我國量子計算又有新突破

發布時間:2021-11-09 14:57:21 | 來源:【人民網、《新民晚報》郜陽】
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我國量子計算技術又飛躍,“祖沖之二號”和“九章二號”近期雙雙問世,意味著我國在量子計算領域的優越性再次增強。這也使得中國成為目前唯一的兩條技術路線上達到“量子優越性”里程碑的國家。

九章二號”:求解特定問題比超算快億億億倍

2020年,中國科學技術大學潘建偉團隊成功構建76個光子的量子計算原型機“九章”,處理高斯玻色取樣問題的速度比超級計算機快一百萬億倍,使中國成為全球第二個實現“量子優越性”的國家。

今年以來,潘建偉團隊進行了一系列概念和技術創新,近期成功構建113個光子144模式的量子計算原型機“九章二號”

研究團隊成員陸朝陽介紹,“九章二號”有三大突破:首先顯著提高了量子光源的產率、品質和收集效率,將光源關鍵指標從63%提升到92%;其次,將多光子量子干涉線路從100維度增加到144維度,操縱的光子數從76個增加到113個;第三,新增了可編程功能。

結果顯示,“九章二號”的算力實現巨大提升。根據目前已發表的最優經典算法,“九章二號”求解高斯玻色取樣問題的處理速度,比全球最快的超級計算機快億億億倍,比“九章”快100億倍。“九章二號”1毫秒可算出的問題,全球“最快超算”需30萬億年。

據悉,未來的通用型量子計算機可望在密碼破譯、天氣預報、材料設計、藥物分析等領域發揮作用。目前的“九章二號”還只是“單項冠軍”,但其超強算力,在圖論、量子化學等領域具有潛在應用價值。

“祖沖之二號”:兩條技術路線上實現“量子優越性”

目前,國際學界在多條技術路線上研究量子計算機,超導量子比特是最有希望的方向之一。今年5月,中國科學技術大學潘建偉、朱曉波、彭承志等人構建了62比特超導量子計算原型機“祖沖之號”,實現了可編程的二維量子行走。

近期,潘建偉團隊采用全新的倒裝焊3D封裝工藝,解決了大規模比特集成問題,成功研制出“祖沖之二號”。根據目前已公開的最優經典算法,“祖沖之二號”對“量子隨機線路取樣”問題的處理速度,比目前全球最快的超級計算機快1000萬倍以上。這也使得中國成為目前唯一在兩條技術路線上達到“量子優越性”里程碑的國家(“九章”使用的是光量子技術路線)。

研究團隊成員朱曉波介紹,達成“量子優越性”,標志著研究進入第二階段,開始量子糾錯和應用探索。“祖沖之二號”的并行高保真度量子門操控能力和完全可編程能力,有望找到有實用價值的應用,預期包括量子機器學習、量子化學等。

 

 





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