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| 光量子干涉实物图：左下方为输入光学部分，右下方为锁相光路，上方共输出100个光学模式，分别通过低损耗单模光纤与100超导单光子探测器连接。摄影/马潇汉 梁竞 邓宇皓（中国科学技术大学供图） |
中评社香港12月6日电／史上第一次，一台利用光子构建的量子计算机的表现甚至超越了运算速度最快的经典超级计算机。
据《科学美国人》月刊网站12月3日报道，由中国科学技术大学潘建伟和陆朝阳率领的物理学家团队利用量子计算原型机“九章”，实现了“高斯玻色取样”任务的快速求解。在线发表在国际学术期刊《科学》上的论文显示，其结果是76个被探测到的光子，这远远超过了先前创下纪录的5个被测光子以及经典超级计算机的运算能力。
与利用硅处理器构建的传统计算机不同，“九章”量子计算机是一个由激光器、反射镜、棱镜和光子探测器组成的精密桌面装置。它不是有朝一日可以发送电子邮件或存储文档的通用型计算机，但它却可以展示量子计算技术的潜力。
算力远超经典计算机
去年，谷歌公司登上新闻头条，其研发的“西克莫”量子处理器耗时约3分钟完成了超级计算机需要1万年才能完成的任务。而中科大团队在其论文中估计，如果用全球排名靠前的超级计算机“神威•太湖之光”来执行“九章”完成的这项运算任务，需要耗时惊人的25亿年。
这不过是科学家第二次演示“量子霸权”。这一术语描述的是，在某一时刻，量子计算机在速度上指数级超越任何经典计算机，进而实际上完成其他设备无法完成的计算任务。
这一次不仅证明了原理，有些迹象表明，“高斯玻色取样”可能有实际用途，例如解决量子化学和数学领域中的专门问题。更广泛地说，掌握控制作为量子比特的光子的能力是构建任何大规模量子互联网的先决条件。量子比特类似于在经典计算领域被用来代表信息的比特。
斯科特•阿伦森目前是美国得克萨斯大学奥斯汀校区的理论计算机科学家。2011年，他与当时还是他学生的亚历克斯•阿尔希波夫率先阐述了玻色取样的基本原理。阿伦森称，在许多年的时间里，玻色取样实验一直局限在只能探测到大约3到5个光子的程度上，这与量子霸权“相去甚远”。他说：“扩大规模是很困难的，向他们致敬。” |
