今年6月，edn電子設(shè)計(jì)報(bào)告了“九章”系列光量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，中國科技大學(xué)研究小組在“九章”光量子計(jì)算原型機(jī)中完成了“稠密部圖”和“max-haf”圖理論問題的解。世界上最快的超級電腦使用目前最優(yōu)秀的古典算法，精確地模擬同一實(shí)驗(yàn)的速度約快1.8億倍，而現(xiàn)在的“九章”系列光量子計(jì)算機(jī)又迎來了新的突破。

10月11日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)中國科學(xué)院量子創(chuàng)新研究院與上海微系統(tǒng)所、國家并行的計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作成功構(gòu)建255個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章三號”；進(jìn)一步更新光量子信息技術(shù)水平和量子計(jì)算優(yōu)越的世界紀(jì)錄“gaussian boson sampling with pseudo-photon-number resolving detectors and quantum computational advantage”刊登在國際學(xué)術(shù)雜志《物理評論快報(bào)》上。

量子計(jì)算是摩爾時(shí)代的新的計(jì)算模式，原理是超高速的并列有計(jì)算能力，通過特定量子算法，社會(huì)，經(jīng)濟(jì)價(jià)值大的問題上，比經(jīng)典計(jì)算機(jī)指數(shù)水平的加速有望可以實(shí)現(xiàn)。因此，研制量子計(jì)算機(jī)是當(dāng)今世界科技前沿的最大挑戰(zhàn)之一。

面對國際上“量子計(jì)算優(yōu)越性”的激烈競爭，該團(tuán)隊(duì)首次開發(fā)了包括光子同性戀在內(nèi)的新理論模型，使更準(zhǔn)確的理論和實(shí)驗(yàn)相一致。同時(shí)，開發(fā)了貝氏驗(yàn)證和相關(guān)函數(shù)驗(yàn)證，全面排除了所有已知的古典仿真算法，為量子計(jì)算的優(yōu)越性提供了更好的數(shù)據(jù)支持。在技術(shù)上，研制出了基于光纖時(shí)間延時(shí)環(huán)的超導(dǎo)納米鋼絲檢測器，實(shí)現(xiàn)了將多個(gè)光子狀態(tài)分為不同的空間模式，并將時(shí)間延時(shí)，將空間轉(zhuǎn)換成時(shí)間的準(zhǔn)光子數(shù)分辨探測系統(tǒng)。

研究組通過研究分解時(shí)間和空間的新的光子檢測方法和識別精度高的準(zhǔn)光子數(shù)檢測器的方法，提高了光子操作水平和量子計(jì)算的復(fù)雜度。根據(jù)官方發(fā)布的消息，最好的經(jīng)典精確采樣算法，“九章三號”處理高斯玻色取樣的速度比上一代“九章二號”提升一百萬倍，比目前全球最快的超級計(jì)算機(jī)快一億億倍，“九章三號”在百萬分之一秒時(shí)間內(nèi)所處理的最高復(fù)雜度的樣本，需要當(dāng)前最強(qiáng)的超級計(jì)算機(jī)“前沿”（Frontier）花費(fèi)超過二百億年的時(shí)間。

量子計(jì)算優(yōu)越性的研究是一個(gè)復(fù)雜而富有挑戰(zhàn)性的工作，量子計(jì)算硬件與經(jīng)典算法之間存在著長期競爭，“九章三號”的實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步鞏固了我國在光量子計(jì)算領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。