2020年12月4日，中國科學技術大學宣布該校潘建偉院士團隊成功構建76個光子的量子計算原型機“九章”。同日，國際學術期刊《科學》發表了該成果，這是“一個最先進的實驗”“一個重大成就”，審稿人如此評價。
有多重大？答案是：這一突破使我國成為全球第二個實現“量子優越性”的國家。
所謂“量子優越性”，即對于特定任務，量子計算機可以解決，而現存的任何經典計算機運用任何已知算法，都不能在一個可接受的時間內完成。
有多“優越”？“九章”對于處理高斯玻色取樣的速度比超級計算機“富岳”快100萬億倍，也就是說，當求解5000萬個樣本的高斯玻色取樣時，“九章”需200秒，而截至2020年，世界最快的超級計算機“富岳”需6億年。同時，“九章”克服了谷歌超導量子比特計算機“懸鈴木”的一個漏洞。
“在費曼提出量子計算的概念近40年后，‘九章’在實驗上嚴格地證明了量子計算的加速能力，把夢想變成了現實。”潘建偉團隊成員、中國科學技術大學教授陸朝陽說，和原子、離子、超導電路等類型的量子計算機相比，光量子計算可在室溫下、空氣中運行，能克服量子噪聲極限，結構亦相對比較簡單。“‘九章’使得我國第一次進入國際量子計算第一方陣。”
“九章”啥樣？在安徽合肥微尺度物質科學國家研究中心，兩個通過光纖連接起來的長3米寬1.5米的不起眼“盒子”和“盒子”里密布的光學元器件，就是“九章”。“一個用來產生光源，另一個進行干涉，把光信號變成電信號后引到隔壁的探測器進行分析。”陸朝陽的學生、“九章”論文第一作者、95后博士生鐘翰森介紹。
值得一提的是，研制出“九章”的團隊，除了潘建偉、陸朝陽幾位導師外，主力都是像鐘翰森這樣的年輕人！
更值得驕傲的是，“九章”構建后不到一年，2021年10月，“九章”的升級版“九章二號”成功構建，再次刷新國際光量子操縱的技術水平，其處理特定問題比目前全球最快的超級計算機快億億億倍。
加上2021年10月中國科大發布的超導量子計算機“祖沖之二號”，這一系列令人矚目的成果，標志著我國已成為世界上唯一一個在超導和光量子兩個“賽道”上達到“量子優越性”里程碑的國家。
“證明‘量子優越性’，可以說是量子計算機研制征程上的一個里程碑。‘九章二號’和‘祖沖之二號’的誕生，像一對雙子星，照亮了量子應用更廣闊的前程。”潘建偉說。
來源:《光明日報》
