重磅突破，我国成功研制“九章二号”量子计算原型机：113 个光子 144 模式

IT之家 10 月 26 日消息，中国科学技术大学宣布，该校潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等人与中科院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，近期成功构建 113 个光子 144 模式的量子计算原型机"九章二号"，求解高斯玻色取样数学问题比目前全球最快的超级计算机快 10 的 24 次方倍（亿亿亿倍），在研制量子计算机之路上迈出重要一步。

▲ 九章二号整体装置图（制图：陆朝阳，彭礼超）

IT之家了解到，去年 12 月，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，构建了 76 个光子 100 个模式的量子计算原型机"九章"，实现了具有实用前景的"高斯玻色取样"任务的快速求解。

今年以来，潘建伟团队进行了一系列概念和技术创新，于近期成功研制出"九章二号"。

2021 年，团队在"九章"的基础上，进行了一系列概念和技术创新：

• 受到激光 -"受激辐射光放大"概念的启发，研究人员设计并实现了受激双模量子压缩光源，显著提高了量子光源的产率、品质和收集效率。

• 其次，通过三维集成和收集光路的紧凑设计，多光子量子干涉线路增加到了 144 维度。由此，"九章二号"探测到的光子数增加到了 113 个，输出态空间维度达到了 1043。

• 进一步，通过动态调节压缩光的相位，研究人员实现了对高斯玻色取样矩阵的重新配置，演示了"九章二号"可用于求解不同参数数学问题的编程能力。

根据目前已正式发表的最优化经典算法，"九章二号"在高斯玻色取样这个问题上的处理速度比最快的超级计算机快亿亿亿倍。"九章二号"1 毫秒可算出的问题，全球"最快超算"需 30 万亿年。

相关论文于 2021 年 10 月 26 日以"编辑推荐"的形式发表在国际知名学术期刊《物理评论快报》上。著名量子物理学家、加拿大 Calgary 大学教授 Barry Sanders 同时受邀在 Physics 网站上撰写长篇评述文章，称赞该工作是"令人激动的实验杰作"（dramatic tour de force.....），"令人印象深刻的最前沿的进步"（an impressive advance over the state-of-the-art）。

文章链接：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.180502