科技日?qǐng)?bào)合肥5月13日電 （記者吳長(zhǎng)鋒）記者13日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、陸朝陽(yáng)、張強(qiáng)、劉乃樂(lè)等學(xué)者聯(lián)合國(guó)內(nèi)研究單位，成功研制出1024個(gè)量子壓縮態(tài)輸入、8176模式的可編程量子計(jì)算原型機(jī)“九章四號(hào)”，首次操縱和探測(cè)高達(dá)3050個(gè)光子的量子態(tài)?！熬耪滤奶?hào)”被應(yīng)用于高效求解高斯玻色采樣任務(wù)，其計(jì)算速度比當(dāng)前全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)El Capitan快1054倍，成功建立了國(guó)際上最強(qiáng)的“量子計(jì)算優(yōu)越性”。相關(guān)論文于13日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》。
“九章”系列專(zhuān)用量子計(jì)算原型機(jī)是展示量子計(jì)算優(yōu)越性的重要模型，還可用于生成容錯(cuò)量子計(jì)算所需的玻色糾錯(cuò)碼及大規(guī)模量子糾纏簇態(tài)。然而，在開(kāi)發(fā)大規(guī)模量子處理器的過(guò)程中，由于編碼線(xiàn)路日益龐大復(fù)雜，不可避免的光子損耗嚴(yán)重制約著系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。
針對(duì)這一問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了高效率的光參量振蕩器光源和時(shí)空混合編碼干涉儀，將1024個(gè)高效率壓縮態(tài)光場(chǎng)集成到一個(gè)時(shí)空混合編碼的8176模式線(xiàn)路中，實(shí)現(xiàn)了92%的光源效率和51%的系統(tǒng)總效率，使得系統(tǒng)能在102461維的巨大希爾伯特空間中進(jìn)行采樣。研究團(tuán)隊(duì)由此獲得對(duì)高達(dá)3050個(gè)光子的操縱和探測(cè)能力，比之前最好結(jié)果提升超過(guò)10倍。
對(duì)比基準(zhǔn)測(cè)試表明，“九章四號(hào)”生成一個(gè)樣本僅需25微秒，而使用El Capitan和目前最好的經(jīng)典算法，需要超過(guò)1042年的時(shí)間，量子優(yōu)勢(shì)比達(dá)到1054量級(jí)。“九章四號(hào)”成果代表了低損耗光量子處理器在規(guī)模和復(fù)雜度上的重大飛躍，進(jìn)一步鞏固了我國(guó)在光量子計(jì)算領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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