中國成功研制“九章二號” 求解比超算快億億億倍！

記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、陸朝陽、劉乃樂等人與中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、國家并行計算機工程技術(shù)研究中心合作，近期成功構(gòu)建113個光子144模式的量子計算原型機“九章二號”，求解高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問題比目前全球最快的超級計算機快10的24次方倍（億億億倍），在研制量子計算機之路上邁出重要一步。

1981年，諾貝爾獎獲得者理查德·費曼提出了量子計算機構(gòu)想。目前，量子計算已被認為可能是下一代信息革命的關(guān)鍵技術(shù)，可通過特定算法產(chǎn)生超越傳統(tǒng)計算機的算力，解決重大經(jīng)濟社會問題。研制量子計算機成為世界科技前沿重大挑戰(zhàn)。

2020年，潘建偉團隊成功構(gòu)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(xiàn)“量子優(yōu)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(shù)創(chuàng)新，于近期成功研制出“九章二號”。

“九章二號”整體裝置圖?？蒲袌F隊供圖

“我們主要有三大突破，首先顯著提高了量子光源的產(chǎn)率、品質(zhì)和收集效率，將光源關(guān)鍵指標(biāo)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(shù)從76個增加到113個。第三，新增了可編程功能。”研究團隊成員、中科大教授陸朝陽說。

結(jié)果顯示，“九章二號”的算力實現(xiàn)巨大提升。根據(jù)目前已發(fā)表的最優(yōu)經(jīng)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?！熬耪露枴?毫秒可算出的問題，全球“最快超算”需30萬億年。

“九章二號”144模式干涉儀（部分）實驗照片。科研團隊供圖

10月25日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》發(fā)表了該研究成果。量子物理學(xué)家、加拿大卡爾加里大學(xué)教授巴里·桑德斯認為，這是“令人激動的實驗杰作”。

據(jù)悉，未來的通用型量子計算機可望在密碼破譯、天氣預(yù)報、材料設(shè)計、藥物分析等領(lǐng)域發(fā)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(xué)等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價值。