吳長鋒

科學(xué)導(dǎo)報(bào)訊 10月16日，筆者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)（以下簡稱“中國科大”）獲悉，該校中國科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院潘建偉、陸朝陽、劉乃樂等組成的研究團(tuán)隊(duì)，與中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、國家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作，成功構(gòu)建了255個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章三號(hào)”，再度刷新了光量子信息的技術(shù)水平和量子計(jì)算優(yōu)越性的世界紀(jì)錄。

科研人員設(shè)計(jì)了時(shí)空解復(fù)用的光子探測新方法，構(gòu)建了高保真度的準(zhǔn)光子數(shù)可分辨探測器，提升了光子操縱水平和量子計(jì)算復(fù)雜度。根據(jù)公開正式發(fā)表的最優(yōu)經(jīng)典精確采樣算法，“九章三號(hào)”處理高斯玻色取樣的速度比上一代“九章二號(hào)”提升100萬倍?！熬耪氯?hào)”在百萬分之一秒時(shí)間內(nèi)所處理的最高復(fù)雜度樣本，需要當(dāng)前最強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)“前沿”（Frontier）花費(fèi)超過200億年的時(shí)間。這一成果進(jìn)一步鞏固了我國在光量子計(jì)算領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。

中國科大團(tuán)隊(duì)在理論上首次發(fā)展了包含光子全同性的新理論模型，實(shí)現(xiàn)了更精確的理論與實(shí)驗(yàn)的吻合；同時(shí)，發(fā)展了完備的貝葉斯驗(yàn)證和關(guān)聯(lián)函數(shù)驗(yàn)證，全面排除了所有已知的經(jīng)典仿冒算法，為量子計(jì)算優(yōu)越性提供了進(jìn)一步數(shù)據(jù)支撐。在技術(shù)上，研制了基于光纖時(shí)間延遲環(huán)的超導(dǎo)納米線探測器，把多光子態(tài)分束到不同空間模式并通過延時(shí)把空間轉(zhuǎn)化為時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)光子數(shù)可分辨的探測系統(tǒng)。

在構(gòu)建“九章”系列光量子計(jì)算原型機(jī)的基礎(chǔ)上，中國科大團(tuán)隊(duì)揭示了高斯玻色取樣和圖論之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系，完成對(duì)稠密子圖和Max-Haf兩類具有實(shí)用價(jià)值圖論問題的求解，比經(jīng)典計(jì)算機(jī)精確模擬的速度快1.8億倍。此外，還在國際上首次演示了無條件的多光子量子精密測量優(yōu)勢。