重磅 | 中國發布世界首臺10比特光量子計算機

雷鋒網快訊，中國科學院5月3日在上海舉行新聞發布會，對外宣布世界首臺10比特光量子計算機研發成功。

圖為發布會現場

這項世界領先的量子計算機來自于中國科學技術大學潘建偉教授及其同事陸朝陽、朱曉波等，并聯合浙江大學王浩華教授研究組一同攻關。這臺具有10個量子位的光量子計算機克服了以往同類型量子計算機的量子位數目受限和低采樣率的問題，計算機采用的架構還具有繼續增加量子位數目和提高采樣率的能力。

今天在上海，世界首臺超越早期經典計算機的量子計算機宣告問世。在光學體系上，該研究團隊在2016年已實現國際最高水平的十光子糾纏操縱。今年，在這一基礎上，又利用我國自主研發的高品質量子點單光子源構建了世界首臺在性能上能夠超越早期經典計算機的單光子量子計算機，通過發展全局糾纏操作，成功實現了目前世界上最大數目的超導量子比特的糾纏和完整的測量。最新實驗測試表明，該原型機的“玻色取樣”速度比國際同行之前所有類似的實驗加快至少24000倍，比人類歷史上第一臺電子管計算機（ENIAC）和第一臺晶體管計算機（TRADIC）運行速度快10-100倍。

圖為光量子實驗室照片

業內進展方面，D-Wave已于2017年發布了具有2000個量子位的量子退火計算機2000Q。但由于D-Wave這一類型的計算機只能執行“量子退火”一種算法，它的應用受到限制，即便業內也對D-Wave是否是真正的量子計算機有諸多爭議。MIT于2016年制造出了具有5個量子位的原子阱量子計算機，并成功用Shor算法進行了因數分解實驗。谷歌也于2016年7月表明了自己要建立世界上第一臺超高性能量子計算機的愿景，不過目前還未看到后續進展。

目前的量子計算機還不能完成傳統計算機所能完成的各種任務。存儲和計算原理不同，傳統計算機的每一位只能傳輸“0”或“1”中的某一個，而量子計算機可以傳輸和計算“0”或“1”的疊加態，然后對同樣處在“0”或“1”疊加態的結果進行測量，以一定概率的概率得到結果，并配合反復測量，得到傳統的非疊加態結果。但某一些特定的運算，利用量子計算機的計算特點可以很快解決，比如對大數進行因子分解的Shor算法（可以用于破解傳統計算機加密）、量子退火算法（對復雜優化問題進行最值求解）、Grover量子搜索算法（在很大的集合中尋找指定的元素），傳統計算機進行類似的計算，所需時間與任務復雜度成幾何級數增加，甚至幾乎不能計算，但量子計算機所需的時間僅僅是線性增加而已。

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