「九章」量子神算 秒解亿年难题

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　　图：中国科学技术大学潘建伟（见图）研究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构建了「九章」\资料图片

　　记者4日从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟、陆朝阳等组成的研究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，构建了76个光子的量子计算原型机（港称量子电脑原型机）「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「富岳」要用6亿年。这一历经20年、攻克三大技术难题的突破性成果，与美国谷歌量子计算机「悬铃木」相比，拥有三大无可比拟的优势。

　　相关论文于12月4日在线发表在国际学术期刊《科学》上，审稿人评价这是「一个最先进的实验」、「一个重大成就」。

　　去年9月，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2天，实现了「量子优越性」。

　　计算速度快「悬铃木」百亿倍

　　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，成功构建了76个光子100个模式的高斯玻色取样量子计算原型机「九章」（纪念中国最早数学专着《九章算术》）。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。

　　潘建伟团队表示，相比「悬铃木」，「九章」有三大优势：一是速度更快。虽然算的不是同一个数学问题，但与最快的超算等效比较，「九章」比「悬铃木」快100亿倍。二是环境适应性。「悬铃木」需要零下273.12摄氏度的运行环境，而「九章」除了探测部分需要零下269.12摄氏度的环境外，其他部分可以在室温下运行。三是弥补了技术漏洞。「悬铃木」只有在小样本的情况下快于超算，「九章」在小样本和大样本上均快于超算。

　　「光子」「超导」「冷原子」辟新路

　　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。

　　其中的高品质量子光源，是目前国际上唯一同时具备高效率、高全同性、高亮度和大规模扩展能力的量子光源。「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1个光子，且每个光子一模一样，这是巨大挑战。

　　潘建伟团队表示，相信最终量子计算机会产生传统计算机无法企及的算力，下一步，他们将在光子、超导、冷原子等多条技术线路上推进研究。「我对量子计算的前景非常乐观，世界上有很多聪明人在做这件事，包括我的中国同事们。」