中国量子计算原型机“九章三号”问世,计算速度提升百倍

中国量子计算原型机“九章三号”问世,计算速度提升百倍

中国科学技术大学潘建伟教授领衔的量子计算研究团队今天在国际顶级学术期刊《自然·物理学》发表了重磅论文,宣布成功构建出新一代量子计算原型机“九章三号”,在处理百万样本量级的高斯玻色取样问题时,整体求解速度比目前全球最快的经典超级计算机快大约一百倍,比上一代原型机“九章二号”的计算速度整整提升了十倍。这一重大成果再次刷新了光量子计算领域的世界纪录,向实现实用化量子计算目标又稳稳迈进了重要一步。

根据论文公开的技术细节,“九章三号”采用了全新设计的超导纳米线光子探测阵列结构,将单光子探测效率从之前版本的百分之八十五提升到了百分之九十五以上,可以同时稳定操纵超过两百个纠缠光子,相比“九章二号”的一百一十三个几乎增加了整整一倍。在实验室标准测试中,“九章三号”处理完整高斯玻色取样问题只需要不到十秒钟时间就可以完成,而当前世界上最强的经典超级计算机Frontier完成同样计算任务需要大约一千四百年。这一实验结果充分有力证明,光量子计算系统在处理特定组合优化问题上确实具有经典计算机根本无法比拟的压倒性优势,量子优越性在光量子系统上得到了比以往任何一次都更加清晰有力的科学验证。

潘建伟团队在论文结论部分表示,下一步研究方向主要是继续稳定提升光子操控数量,科研团队力争在未来两年内达到五百个光子操控量级,同时团队会开始尝试将量子计算技术应用到解决一些实际应用领域的具体问题,比如新型药物分子动力学模拟、高效催化剂结构设计和现代密码系统安全性分析。国际量子计算学术界对这一突破性成果给予了高度评价,麻省理工学院著名量子信息专家斯科特·阿伦森教授在社交媒体上公开表示,中国科研团队在光量子计算领域一直保持着全球领先地位,“九章三号”这一成果再次巩固了这一领先地位,整个技术进展速度实际上超出了领域内绝大多数专家此前的预期。

国内量子信息产业联盟秘书长在接受媒体采访时表示,虽然实现真正的通用量子计算机还需要至少十年以上发展时间,但是专用量子计算机已经可以在一些特定领域开始发挥独特作用,比如基础密码分析和复杂分子模拟计算。“九章三号”的成功充分证明了光量子计算技术路线方向的可行性,接下来预计会有更多风险资本进入量子计算产业化领域,推动整个行业产业化进程明显加快。目前国内已经有十多家创业公司开始从事量子计算相关核心零部件和应用软件产品开发,包括量子比特操控芯片、低温控制系统和量子算法库,完整产业链已经初步成型。国家发改委也已经明确计划在十四五规划后期投入超过一百亿元支持量子计算产业化发展。