“九章三號”光量子計算原型機再創(chuàng)量子計算優(yōu)越性世界紀錄
2023-10-12 14:46:11??????點擊：
11日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校中國科學(xué)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，與中國科學(xué)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，成功構(gòu)建了255個光子的量子計算原型機“九章三號”，再度刷新了光量子信息的技術(shù)水平和量子計算優(yōu)越性的世界紀錄。
科研人員設(shè)計了時空解復(fù)用的光子探測新方法，構(gòu)建了高保真度的準光子數(shù)可分辨探測器，提升了光子操縱水平和量子計算復(fù)雜度。根據(jù)公開正式發(fā)表的最優(yōu)經(jīng)典精確采樣算法，“九章三號”處理高斯玻色取樣的速度比上一代“九章二號”提升一百萬倍。“九章三號”在百萬分之一秒時間內(nèi)所處理的最高復(fù)雜度的樣本，需要當前最強的超級計算機“前沿”（Frontier）花費超過200億年的時間。這一成果進一步鞏固了我國在光量子計算領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。
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中國科大供圖
中國科大團隊在理論上首次發(fā)展了包含光子全同性的新理論模型，實現(xiàn)了更精確的理論與實驗的吻合；同時，發(fā)展了完備的貝葉斯驗證和關(guān)聯(lián)函數(shù)驗證，全面排除了所有已知的經(jīng)典仿冒算法，為量子計算優(yōu)越性提供了進一步數(shù)據(jù)支撐。在技術(shù)上，研制了基于光纖時間延遲環(huán)的超導(dǎo)納米線探測器，把多光子態(tài)分束到不同空間模式并通過延時把空間轉(zhuǎn)化為時間，實現(xiàn)了準光子數(shù)可分辨的探測系統(tǒng)。
在構(gòu)建“九章”系列光量子計算原型機的基礎(chǔ)上，中國科大研究團隊揭示了高斯玻色取樣和圖論之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系，完成對稠密子圖和Max-Haf兩類具有實用價值的圖論問題的求解，相比經(jīng)典計算機精確模擬的速度快1.8億倍。此外，還在國際上首次演示了無條件的多光子量子精密測量優(yōu)勢。
科研人員設(shè)計了時空解復(fù)用的光子探測新方法，構(gòu)建了高保真度的準光子數(shù)可分辨探測器，提升了光子操縱水平和量子計算復(fù)雜度。根據(jù)公開正式發(fā)表的最優(yōu)經(jīng)典精確采樣算法，“九章三號”處理高斯玻色取樣的速度比上一代“九章二號”提升一百萬倍。“九章三號”在百萬分之一秒時間內(nèi)所處理的最高復(fù)雜度的樣本，需要當前最強的超級計算機“前沿”（Frontier）花費超過200億年的時間。這一成果進一步鞏固了我國在光量子計算領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。
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中國科大供圖
中國科大團隊在理論上首次發(fā)展了包含光子全同性的新理論模型，實現(xiàn)了更精確的理論與實驗的吻合；同時，發(fā)展了完備的貝葉斯驗證和關(guān)聯(lián)函數(shù)驗證，全面排除了所有已知的經(jīng)典仿冒算法，為量子計算優(yōu)越性提供了進一步數(shù)據(jù)支撐。在技術(shù)上，研制了基于光纖時間延遲環(huán)的超導(dǎo)納米線探測器，把多光子態(tài)分束到不同空間模式并通過延時把空間轉(zhuǎn)化為時間，實現(xiàn)了準光子數(shù)可分辨的探測系統(tǒng)。
在構(gòu)建“九章”系列光量子計算原型機的基礎(chǔ)上，中國科大研究團隊揭示了高斯玻色取樣和圖論之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系，完成對稠密子圖和Max-Haf兩類具有實用價值的圖論問題的求解，相比經(jīng)典計算機精確模擬的速度快1.8億倍。此外，還在國際上首次演示了無條件的多光子量子精密測量優(yōu)勢。
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