科技日報(bào)合肥5月13日電 （記者吳長鋒）記者13日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、陸朝陽、張強(qiáng)、劉乃樂等學(xué)者聯(lián)合國內(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”，首次操縱和探測高達(dá)3050個(gè)光子的量子態(tài)?！熬耪滤奶枴北粦?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)前全球最快的超級計(jì)算機(jī)El Capitan快1054倍，成功建立了國際上最強(qiáng)的“量子計(jì)算優(yōu)越性”。相關(guān)論文于13日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》。
“九章”系列專用量子計(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，在開發(fā)大規(guī)模量子處理器的過程中，由于編碼線路日益龐大復(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。
針對這一問題，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)光場集成到一個(gè)時(shí)空混合編碼的8176模式線路中，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)由此獲得對高達(dá)3050個(gè)光子的操縱和探測能力，比之前最好結(jié)果提升超過10倍。
對比基準(zhǔn)測試表明，“九章四號”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1042年的時(shí)間，量子優(yōu)勢比達(dá)到1054量級。“九章四號”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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