中国团队已经在量子计算机领域取得了领先地位

诸平

The Pan team’s optical quantum computer uses a 144-mode interferometer to solve a Gaussian boson sampling problem with a factor-of-1024 speedup in computational time relative to a classical computer. Credit: Chao-Yang Lu/University of Science and Technology of China, via Physics

据物理学家组织网（Phys.org）2021年10月27日报道，两个中国团队声称已经在量子计算机领域取得了领先地位（Two Chinese teams claim to have reached primacy with quantum computers）。两个团队都在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上发表了他们工作的细节。在计算机世界中，量子第一性（quantum primacy）是指在传统计算机上无法实现的计算性能，其他人使用“量子优势（quantum advantage）”这个术语。

在过去的几年里，一些研究量子计算机的团队声称已经取得了领先地位，但到目前为止，由于所使用的算法是否是可能的最佳选择，包括谷歌所使用的算法，一直受到质疑。在这项新的努力中，两个团队都声称他们的计算机没有任何怀疑的余地。

这两个团队都在中国科学技术大学合肥物理科学国家实验室（Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the University of Science and Technology of China）工作，都是由物理学家潘建伟（Jian-Wei Pan音译）领导的，潘建伟因其在量子纠缠（quantum entanglement）方面的工作而闻名。

在这两项努力中，目标都是建立一个能够计算量子电路输出概率的量子计算机，对于只有少量输入和输出的传统计算机来说，这是一项相对简单的任务。随着数量的增加，它变得越来越困难，直到变得无法进行。

在第一次尝试中，研究人员使用光子方法来建造他们的计算机。为了解决估计输出概率的问题，该团队使用高斯玻色子采样（Gaussian boson sampling）作为一种分析输出的方法。在这种情况下，144模干涉仪（144-mode interferometer）的输出。在这种情况下，可能有10⁴³种可能的结果。研究人员声称，他们的机器采样输出的速度是超级计算机的10²³倍，他们进一步声称，这表明了量子主体性（quantum primacy）。

第二项工作是创造一种超导体计算机（superconductor-based computer），能够使用66个量子位元（66 qubits）进行计算，然而，只使用了其中的56个。不过，研究人员发现，这台机器估计样本计算的速度是最好的超级计算机的1000倍，他们声称，这表明他们已经取得了领先地位。

上述介绍，仅供参考。更多信息敬请注意浏览原文或者相关报道。

More information: Han-Sen Zhong et al, Phase-Programmable Gaussian Boson Sampling Using Stimulated Squeezed Light,Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.180502

Yulin Wu et al, Strong Quantum Computational Advantage Using a Superconducting Quantum Processor, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.180501