近日，我國科學(xué)家在超導(dǎo)量子和光量子兩種系統(tǒng)的量子計(jì)算方面取得了重要突破。
“遇事不決，量子力學(xué)”這本是一句網(wǎng)絡(luò)流行梗，用以調(diào)侃那些無法解釋清楚的問題。與之相對(duì)應(yīng)的還有“風(fēng)格跳躍，虛擬世界；不懂配色，賽博朋克”。不過調(diào)侃歸調(diào)侃，量子技術(shù)確實(shí)在不斷發(fā)展，量子計(jì)算機(jī)也離我們?cè)絹碓浇?/p>
目前，量子計(jì)算已被認(rèn)為可能是下一代信息革命的關(guān)鍵技術(shù)。在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中，比特只能同時(shí)存在“0”或者“1”的其中一種狀態(tài)，但是在量子計(jì)算機(jī)的量子比特中，“0”和“1”其實(shí)是可以同時(shí)存在的。這就意味著，量子計(jì)算機(jī)可以用更少的量子比特存儲(chǔ)下更多的數(shù)據(jù)，研制量子計(jì)算機(jī)也成為世界科技前沿重大挑戰(zhàn)。
2019年，谷歌54量子位的Sycamore處理器成為全球第一顆實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)勢(shì)”的處理器；2020年，我國科學(xué)家潘建偉團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，使中國成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家。今年以來，潘建偉團(tuán)隊(duì)進(jìn)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(hào)”。
“九章二號(hào)”的算力實(shí)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(hào)”求解高斯玻色取樣問題的處理速度，比全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快億億億倍，比“九章”快100億倍。“九章二號(hào)”1毫秒可算出的問題，全球“最快超算”需30萬億年。
構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)的物理系統(tǒng)包括光子、量子點(diǎn)、離子阱、超導(dǎo)體、冷原子、鉆石色心、核磁共振等。當(dāng)今主流的三大技術(shù)體系是“超導(dǎo)量子”、“光量子”和“離子阱”。“九章”屬于“光量子”物理系統(tǒng)。
值得一提的是，我國的超導(dǎo)量子計(jì)算研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過研究攻關(guān)，構(gòu)建了66比特可編程超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之二號(hào)”，走上了超導(dǎo)技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)了對(duì)“量子隨機(jī)線路取樣”任務(wù)的快速求解。
可以說，在超導(dǎo)量子和光量子兩種系統(tǒng)的量子計(jì)算方面取得的重要進(jìn)展，使我國成為目前世界上唯一在兩種物理體系達(dá)到“量子計(jì)算優(yōu)越性”里程碑的國家。
