本报合肥12月4日讯（采访人员 方梦宇）200秒只是短短一瞬 ， 6亿年早已是沧海桑田 。 今天 ， 中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章” ， 求解数学算法高斯玻色取样只需200秒 ， 而目前世界最快的超级计算机要用6亿年 。 这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家 。
“量子优越性像个门槛 ， 是指当新生的量子计算原型机 ， 在某个问题上的计算能力超过了最强的传统计算机 ， 就证明其未来有多方超越的可能 。 ”中科大教授陆朝阳说 。 多年来 ， 国际学界高度关注、期待这个里程碑式转折点到来 。
去年 ， 美国谷歌公司推出53个量子比特的计算机“悬铃木” ， 对一个数学算法的计算只需200秒 ， 而当时世界最快的超级计算机“顶峰”需两天 ， 实现了“量子优越性” 。
近期 ， 潘建伟团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作 ， 成功构建76个光子的量子计算原型机“九章” 。
实验显示 ， 当求解5000万个样本的高斯玻色取样时 ， “九章”需200秒 ， 而目前世界最快的超级计算机“富岳”需6亿年 。 等效来看 ， “九章”的计算速度比“富岳”快100万亿倍 ， 比“悬铃木”快100亿倍 ， 并弥补了“悬铃木”依赖样本数量的技术漏洞 。
据悉 ， 潘建伟团队这次突破历经20年 ， 主要攻克高品质光子源、高精度锁相、规模化干涉三大技术难题 。
“比如说 ， 我们每次喝下一口水很容易 ， 但每次喝下一个水分子很困难 。 ”潘建伟说 ， 光子源要保证每次只放出一个光子 ， 且每个光子一模一样 ， 这是巨大挑战 。
与通用计算机相比 ， “九章”还只是“单项冠军” 。 但其超强算力 ， 在图论、机器学习、量子化学等领域具有潜在应用价值 。
国际学术期刊《科学》12月4日凌晨在线发表我国科学家量子计算研究进展 ， 这一成果牢固确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位 ， 为未来实现可解决具有重大实用价值问题的规模化量子模拟机奠定了技术基础 。
《中国教育报》2020年12月05日第1版
【光子|最快！“九章”算力全球领先】作者：采访人员 方梦宇
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