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| 光量子干涉實物圖：左下方為輸入光學部分，右下方為鎖相光路，上方共輸出100個光學模式，分別通過低損耗單模光纖與100超導單光子探測器連接。攝影/馬瀟漢 梁競 鄧宇皓（中國科學技術大學供圖） |
中評社香港12月6日電／史上第一次，一台利用光子構建的量子計算機的表現甚至超越了運算速度最快的經典超級計算機。
據《科學美國人》月刊網站12月3日報道，由中國科學技術大學潘建偉和陸朝陽率領的物理學家團隊利用量子計算原型機“九章”，實現了“高斯玻色取樣”任務的快速求解。在綫發表在國際學術期刊《科學》上的論文顯示，其結果是76個被探測到的光子，這遠遠超過了先前創下紀錄的5個被測光子以及經典超級計算機的運算能力。
與利用矽處理器構建的傳統計算機不同，“九章”量子計算機是一個由激光器、反射鏡、棱鏡和光子探測器組成的精密桌面裝置。它不是有朝一日可以發送電子郵件或存儲文檔的通用型計算機，但它卻可以展示量子計算技術的潛力。
算力遠超經典計算機
去年，穀歌公司登上新聞頭條，其研發的“西克莫”量子處理器耗時約3分鐘完成了超級計算機需要1萬年才能完成的任務。而中科大團隊在其論文中估計，如果用全球排名靠前的超級計算機“神威•太湖之光”來執行“九章”完成的這項運算任務，需要耗時驚人的25億年。
這不過是科學家第二次演示“量子霸權”。這一術語描述的是，在某一時刻，量子計算機在速度上指數級超越任何經典計算機，進而實際上完成其他設備無法完成的計算任務。
這一次不僅證明了原理，有些跡象表明，“高斯玻色取樣”可能有實際用途，例如解決量子化學和數學領域中的專門問題。更廣泛地說，掌握控制作為量子比特的光子的能力是構建任何大規模量子互聯網的先決條件。量子比特類似於在經典計算領域被用來代表信息的比特。
斯科特•阿倫森目前是美國得克薩斯大學奧斯汀校區的理論計算機科學家。2011年，他與當時還是他學生的亞歷克斯•阿爾希波夫率先闡述了玻色取樣的基本原理。阿倫森稱，在許多年的時間裡，玻色取樣實驗一直局限在只能探測到大約3到5個光子的程度上，這與量子霸權“相去甚遠”。他說：“擴大規模是很困難的，向他們致敬。” |
