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中國量子電腦誕生,超越早期經典電腦能力

十超導量子比特的糾纏態

5 月 3 日,中國科學技術大學潘建偉教授及其同事陸朝陽、朱曉波等人的研究團隊正式發佈了有關量子電腦的研究成果,

宣佈成功構建世界首台 10 比特光量子電腦,並演示了超越早期經典電腦的量子計算能力。據悉,該光量子電腦是由中科大、中國科學院、阿裡巴巴量子計算實驗室、浙江大學、中科院物理所等協同完成參與研發的,是貨真價實的中國造。

潘建偉教授在現場宣佈,在光學體系,研究團隊在去年首次實現十光子糾纏操縱的基礎上,

利用高品質量子點單光子源構建了世界首台超越早期經典電腦的單光子量子電腦;在超導體系,研究團隊打破了之前由穀歌、NASA 和 UCSB 公開報導的九個超導量子比特的操縱,實現了目前世界上最大數目 (十個) 超導量子比特的糾纏,並在超導量子處理器上實現了快速求解線性方程組的量子演算法。

量子計算利用量子相干疊加原理,

在原理上具有超快的平行計算和模擬能力,計算能力隨可操縱的粒子數呈指數增長,可為經典電腦無法解決的大規模計算難題提供有效解決方案。

比如,有一個特別大的數字,人們想知道它是由哪兩個數字相乘得到的。這類“大數分解”問題,如果利用萬億次經典電腦分解一個 300 位元的大數,需要 150000 年;而利用萬億次量子電腦,則只需一秒鐘。

同樣,求解一個億億億變數的方程組,

利用目前最快的超級電腦需要 100 年,而利用萬億次量子電腦,則只需要 0.01 秒。

“一台操縱 50 個微觀粒子的量子電腦,對特定問題的處理能力就可以超過超級電腦。因此,量子電腦在密碼分析、氣象預報、藥物設計、金融分析、石油勘探等需要解決大規模計算難題的領域有巨大優勢。”潘建偉說。

潘建偉指出:“量子計算基礎研究領域有幾個大家共同努力的指標性節點:第一,

展示超越首台電子電腦的計算能力;第二,展示超越商用 CPU 的計算能力;第三,展示超越超級電腦的計算能力。我們實現的只是其中的第一步,一小步,但是是重要的一步。”

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