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首台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生—

发布时间:2017-12-04 阅读:

  第一台量子计算机诞生于早期的经典电脑 - 新闻 - 科学网

  5月3日,中国科学院在上海召开新闻发布会,宣布世界上第一台超越早期经典电脑的光量子计算机诞生。

  中国科学院教授,​​中国科学技术大学教授潘建伟及其同事陆朝阳,朱晓波,浙江大学王昊华教授等近日也取得了一系列突破,光子超导量子计算机的研究。在光学系统上,研究团队在2016年基于第一个10光子纠缠演习,利用高质量量子点单光子源构建了世界上第一台单光子量子计算机,超越了早期的经典计算机。在超导系统,研究小组打破了之前九次超导量子比特的操纵,由Google,NASA和加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)公开报道,使世界上最大的10个超导量子比特纠缠在一起,并且在超导量子处理器实现了量子算法线性方程的快速求解。相关系列成果发表在国际学术期刊“自然光子学”和“物理评论快报”上。

  量子相干利用量子相干原理,原理上具有超快速的并行计算和仿真能力,计算能力随粒子个数可以成倍地被操纵,可为大规模计算问题提供有效解决方案,传统计算机无法解决。操纵50个微观粒子的量子计算机可以超出特定问题的超级计算机。量子计算技术主要是通过发展高精度,高效率的量子态制备和交互控制技术,来实现大规模相干量子比特操纵。由于其巨大的潜在价值,欧美各国正在积极整合研究力量和资源的各个方面,开展合作研究,同时谷歌,微软,IBM等大型高科技公司也参与量子计算的研究。

  多粒子纠缠作为量子计算的技术计算基础,一直是国际竞争的焦点。在光子系统中,潘健伟团队在多光子纠缠领域一直保持着国际先进水平,到2016年底更新至10个光子,在此基础上,团队采用自主研发的国际最佳量子点单综合性能的光子源,通过电子控制可编程光量子电路建立多光子玻色子采样任务的光子量子计算原型。实验测试表明,样机的Bose采样不仅比以往国际同类产品的所有类似实验加速了至少24000倍,而且与经典算法和人类历史上第一个晶体管(ENIAC)和第一台晶体管计算机(TRADIC)相比,运行速度提高了10-100倍,5月2日在线发表了一篇长篇论文“自然 - 光子学”,这是历史上第一个超越传统计算机的单光子量子模拟器,铺设为量子计算的最终实现超越了国际学术界称之为量子霸权的经典计算能力奠定了坚实的基础,为此,潘建伟团队计划在此之前实现约20个光量子位的运行年。

  在超导领域,2015年谷歌,美国宇航局和加州大学圣地亚哥分校宣布实现9个超导量子位的高精度操纵,这是中国科学家在2017年首次破解的一个记录。朱小波,王浩华和卢朝阳,潘建伟等自主研发的10位超导量子线样品经高精度脉冲控制和全局纠缠作业,成功实现了世界上最多的超导准晶,并完全刻画了研究小组进一步论证了利用超导量子电路求解线性方程组的量子算法,并证明了利用量子计算的并行性求解线性方程组的可行性,相关结果将在“物理评论”上发表。研究小组目前正在进行20 sa的设计,准备和测试工作超导量子位,并计划在今年年底发布量子云计算平台。

  上述工作由中国科学技术大学,浙江大学,中科院物理研究所和中国科学院 - 阿里巴巴量子计算实验室,国家自然科学基金,科技部和教育部2011年计划资助。

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