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近日，中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院科研團隊在超導(dǎo)量子和光量子兩種系統(tǒng)的量子計算方面取得重要進展，使我國成為目前世界上唯一在兩種物理體系達到“量子計算優(yōu)越性”里程碑的國家。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院潘建偉、陸朝陽、劉乃樂等組成的研究團隊與中科院上海微系統(tǒng)所、國家并行計算機工程技術(shù)研究中心合作，發(fā)展了量子光源受激放大的理論和實驗方法，構(gòu)建了113個光子144模式的量子計算原型機“九章二號”，并實現(xiàn)了相位可編程功能，完成了對用于演示“量子計算優(yōu)越性”的高斯玻色取樣任務(wù)的快速求解。

2020年，潘建偉團隊成功構(gòu)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”，輸出量子態(tài)空間規(guī)模達到了10^30，處理高斯玻色取樣的速度比超級計算機快一百萬億倍。而最新的“九章二號”探測光子數(shù)增加到了113個，輸出態(tài)空間維度達到了10^43。根據(jù)目前已正式發(fā)表的最優(yōu)化經(jīng)典算法，“九章二號”在高斯玻色取樣這個問題上的處理速度比最快的超級計算機快億億億倍。

論文數(shù)據(jù)圖。a圖表示輸出態(tài)空間的維度。b圖表示光量子計算原型機相比超算的優(yōu)勢倍數(shù)。（圖源中科大報道）

這一成果再次刷新了國際上光量子操縱的技術(shù)水平，進一步提供了量子計算加速的實驗證據(jù)。相關(guān)論文于2021年10月26日以“編輯推薦”的形式發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》上。著名量子物理學(xué)家、加拿大Calgary大學(xué)教授Barry Sanders同時受邀在Physics網(wǎng)站上謄寫長篇評述文章，稱贊該工作是“令人激動的實驗杰作”（dramatic tour de force.....），“令人印象深刻的最前沿的進步”（an impressive advance over the state-of-the-art）。