中國科學(xué)家表示，他們最新的量子計算機(jī)在百萬分之一秒內(nèi)解決了一個極其復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題，這比世界上最快的超級計算機(jī)快了200多億年。

據(jù)同行評議期刊《物理評論快報》周二發(fā)表的一篇論文稱，“九章三號”原型機(jī)還打破了該系列前代產(chǎn)品所創(chuàng)造的記錄，計算速度提高了100萬倍。

該研究小組由中國國家量子研究計劃的首席科學(xué)家潘建偉領(lǐng)導(dǎo)。在2020年，潘的團(tuán)隊成功構(gòu)建了第一臺“九章”光量子計算原型機(jī)。該系列使用光子(以光速傳播的微小粒子)作為計算的物理介質(zhì)，每個光子攜帶一個量子位，量子位是量子信息的基本單位。

在前兩個版本的機(jī)器中，光子數(shù)量分別從76個增加到113個，在最新的迭代中，潘和他的團(tuán)隊實(shí)現(xiàn)了構(gòu)建255個光子的進(jìn)步。

研究人員利用“九章三號”解決了一個基于高斯玻色子采樣的復(fù)雜問題，該問題模擬了光粒子穿過晶體和鏡子迷宮的行為。

這項任務(wù)最初是作為一個沒有目的的物理游戲提出的，不過最近的一些研究表明，玻色子采樣可能在密碼學(xué)中有一些應(yīng)用。

在實(shí)驗(yàn)中，研究小組表示，“九章三號”解決了一個樣本復(fù)雜度最高的問題，聲稱它能夠在百萬分之一秒內(nèi)完成任務(wù)。

研究人員還表示，經(jīng)典超級計算機(jī)“前沿”在2022年中期被評為世界上最強(qiáng)大的超級計算機(jī)，但完成同樣的任務(wù)將需要200多億年的時間。

在量子技術(shù)領(lǐng)域中，中國、美國和其他國家正在展開一場激烈的競賽。一臺量子計算機(jī)可以超越傳統(tǒng)計算機(jī)，解決傳統(tǒng)計算機(jī)無法解決的問題。不過他們正在使用不同的方法來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，光子處理器只是量子計算的幾種類型之一。

總部位于多倫多的Xanadu公司也在與基于光的系統(tǒng)競爭。該公司與美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)合作，于2022年推出了具有216個光子的“北極光”量子處理器。

但是，盡管速度很快，這些機(jī)器還不會取代普通計算機(jī)。在這個階段，它們只能在受保護(hù)的環(huán)境中短期地執(zhí)行高度特定的任務(wù)，因?yàn)樗麄円矔负芏噱e誤。

2021年，當(dāng)九章二號出現(xiàn)時，潘表示，該團(tuán)隊希望“通過四到五年的努力”實(shí)現(xiàn)量子糾錯。

2019年，量子計算先驅(qū)佐勒表示，盡管在實(shí)驗(yàn)室中出現(xiàn)了具有數(shù)十個量子比特的小型量子計算機(jī)，但要使它們真正實(shí)用還需要在糾錯方面取得突破?！霸谖磥淼?到10年里，我們可能會看到擁有幾百個量子比特的量子計算機(jī)的出現(xiàn)，有些甚至具有部分糾錯能力。”

佐勒推測，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高速量子計算機(jī)，將需要數(shù)萬甚至數(shù)百萬個量子比特，以及強(qiáng)大的糾錯能力。