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世界上第一个& # 33;中国量子计算机超越早期经典计算机

人民网上海5月3日电(赵朱庆)近日,中国科技大学的潘建伟教授和他的同事陆朝阳、朱晓波,以及浙江大学的王浩华教授的研究团队,成功制造出了世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机。

中国科学院量子信息与量子科技创新研究所今天在上海举行记者招待会,介绍研究进展。

“量子计算机在解决某些特定问题上有很大优势。

”中国科学院院士、中国科技大学教授潘建伟表示,量子计算采用量子相干叠加原理,原则上具有超快并行计算和模拟能力。计算能力随着可操作粒子的数量呈指数级增长,从而为传统计算机无法解决的大规模计算问题提供了有效的解决方案。

“例如,操纵50个微观粒子的量子计算机比超级计算机更能处理特定的问题。

潘建伟表示,发展量子计算技术的主要挑战是通过发展高精度、高效率的量子态制备和相互作用控制技术,实现大规模量子位的相干操控。

由于量子计算的巨大潜在价值,欧美国家正在积极整合各种研究力量和资源,开展合作研究。与此同时,谷歌、微软和IBM等大型高科技公司也大力参与量子计算研究。

潘建伟表示,目前,国际学术界在基于光子、超冷原子和超导电路系统的量子计算技术发展方面取得了快速进展。

作为量子计算的核心资源,“多粒子纠缠的操纵”一直是各种路径竞赛中国际竞争的焦点。

在光子系统方面,潘建伟团队一直保持着多光子纠缠领域的国际领先水平,到2016年底创下十光子纠缠的新纪录。

在此基础上,团队利用世界上综合性能最好的独立开发的量子点单光子源,通过电控可编程光量子电路,构建了多光子玻色采样任务的光量子计算原型。

实验测试表明,样机的“玻色采样”速度不仅比以往所有类似国际同行的实验速度快至少24000倍,而且通过与经典算法的比较,比人类历史上第一台电子管计算机(ENIAC)和第一台晶体管计算机(TRADIC)的运行速度快10-100倍。

5月2日,研究结果以《自然光子学》的一篇长文的形式在网上发表。

“这是历史上第一个超越早期经典计算机的基于单光子的量子模拟器,它为超越经典计算能力的量子计算的最终实现奠定了坚实的基础,被国际学术界称为‘量子霸权’。

”潘建伟说道。

量子计算机的研究和发展有不同的技术路线。记者在新闻发布会上还了解到,该团队不仅在光量子系统的研究方面处于领先地位,几乎同时在超导系统的研究方面也取得了突破性进展。

该研究团队突破了此前由谷歌、美国宇航局和UCSB公开报道的9个超导量子比特的操控,实现了目前世界上最大数量(10个)超导量子比特的纠缠,并实现了一种在超导量子处理器上快速求解线性方程的量子算法。

研究结果将很快发表在《物理评论快报》上。

“当量子位的操纵数达到5位时,它可以超过早期的经典计算机,当大约有25位时,它可以相当于当前普通计算机的计算能力。

潘建伟透露,研究团队目前正在设计、准备和测试20台超导量子比特量子计算机,并计划在今年年底前发布一个量子云计算平台,让科学家们“体验”量子计算。

潘建伟预测,到今年年底将实现20位纠缠,到2020年,将实现约50个纠缠,导致实现“量子霸权”的超导计算机的诞生。

“这是一个相对可靠的计划。

”潘建伟说道。

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