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  事实上,在飞行测试中就可以看到这种安装在火箭顶部附近的推进器在不断作用。

  “九章”量子计算原型机光路系统原理图:左上方激光系统产生高峰值功率飞秒脉冲;左方25个光源通过参量下转换过程产生50路单模压缩态输入到右方100模式光量子干涉网络;最后利用100个高效率超导单光子探测器对干涉仪输出光量子态进行探测。制图/陆朝阳彭礼超(中国科学技术大学供图

  《科学》杂志审稿人评价,这是“一个最先进的实验”,“一个重大成就”。

  潘建伟表示,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。基于“九章”的“高斯玻色取样”算法,未来将在图论、机器学习、量子化学等领域具有重要的潜在应用价值。

  “九章”在一分钟时间里完成了经典超级计算机一亿年才能完成的任务

  据潘建伟团队介绍,之所以将这台量子计算机命名为“九章”,是为了纪念中国古代数学专著《九章算术》。

  《九章算术》是中国古代张苍、耿寿昌所撰写的一部数学专著,它的出现标志中国古代数学形成了完整的体系,是一部具有里程碑意义的历史著作。而这台名为“九章”的新机器,同样具有里程碑意义。

  量子计算机具有超快并行计算能力,它通过特定算法在一些重大问题方面实现指数级别的加速。“九章”解决的“高斯玻色取样”问题就是一种。

  “高斯玻色取样”是一个计算概率分布的算法,可用于编码和求解多种问题。其计算难度呈指数增长,很容易超出目前超级计算机的计算能力,适合量子计算机来探索解决。

  在本研究中,潘建伟团队构建的76个光子的量子计算原型机“九章”,实现了“高斯玻色取样”任务的快速求解。

  “九章”的算力究竟有多强?在室温条件下运行(除光子探测部分需4K低温,计算“高斯玻色取样”问题,“九章”处理5000万个样本只需200秒,超级计算机则需要6亿年;处理100亿个样本,“九章”只需10小时,超级计算机则需要1200亿年——而宇宙诞生至今不过约137亿年。

  “‘九章’在一分钟时间里完成了经典超级计算机一亿年才能完成的任务。”该研究的通讯作者之一、中国科学技术大学教授陆朝阳说。

  为了核验“九章”算得“准不准”,潘建伟团队用超算同步验证。“10个、20个光子的时候,结果都能对得上,到40个光子的时候超算就比较吃力了,而‘九章’一直算到了76个光子。”陆朝阳告诉记者。

  美国麻省理工学院副教授,青年科学家总统奖、斯隆奖得主德克·英格伦评价说,潘建伟团队的研究“是一个划时代的成果”,是“开发中型量子计算机的里程碑”。维也纳大学教授、美国物理学会会士菲利普·沃尔泽也认为:“他们在实验中拿到了目前最强经典计算机万亿年才能给出的计算结果,为量子计算机的超强能力给出了强有力的证明。”

  “九章”处理“高斯玻色取样”的速度,等效比较下较谷歌开发的超导比特量子计算原型机“悬铃木”快100亿倍

  眼下,研制量子计算机作为世界科技前沿,成为欧美发达国家角逐的焦点。

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