中新網(wǎng)揚(yáng)州9月4日電(記者吳蘭)記者4日從中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院據(jù)悉，該校近日應(yīng)邀向中國國家博物館捐款“九章”量子估算靶機(jī)相關(guān)科學(xué)元元件實(shí)物和原始資料。
“九章”量子估算截?fù)魴C(jī)。中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院供圖
量子估算是后摩爾時代的一種新的估算范式，它在原理上具有超快的并行估算能力，可望通過特定量子算法在一些具有重大社會和經(jīng)濟(jì)價值的問題方面相比精典計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)指數(shù)級別的加速。因此，研發(fā)量子計(jì)算機(jī)是當(dāng)前世界科技前沿的挑戰(zhàn)之一。
從上世紀(jì)80年代初，科學(xué)家們提出量子估算概念、建立通用量子圖靈機(jī)理論量子傳輸實(shí)物，90年代提出大數(shù)分解算法和量子糾錯以來，量子估算領(lǐng)域仍然追求的一個重大里程碑目標(biāo)是真正在技術(shù)上造出量子估算截?fù)魴C(jī)，對特定問題的求解詮釋超級計(jì)算機(jī)難以比擬的算力。這個里程碑標(biāo)志著量子估算從“物理演示”真正邁向“展示算力”的拐點(diǎn)，被國際學(xué)術(shù)界起名為“量子估算優(yōu)越性”。它除了是實(shí)現(xiàn)未來大規(guī)模量子估算的第一步，并可用于實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)估算科學(xué)知名的“擴(kuò)展的丘奇—圖靈論題”，成為國際激烈爭奪的焦點(diǎn)。
歷經(jīng)多年的原理探求和技術(shù)攻關(guān)，中國農(nóng)大潘建偉、陸朝陽等組成的研究團(tuán)隊(duì)自主研制了高性能量子光源和高精度鎖相多模式光量子干涉線路，并與中國科大學(xué)北京微系統(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，于2020年建立了76個光子100模式的量子估算靶機(jī)“九章”，并在第二年升級到113個光子144模式的“九章二號”。
此外，“九章”的命名是為了記念中國唐代最早的語文著作《九章算術(shù)》。在對高斯玻色采樣任務(wù)的求解上，“九章”量子估算靶機(jī)比當(dāng)時最好的精典算法和超級計(jì)算機(jī)快1014倍，幀率低1013。進(jìn)一步，研究團(tuán)隊(duì)闡明了高斯玻色采樣和數(shù)論之間的物理聯(lián)系，基于“九章”完成對稠密子圖和Max-Haf兩類具有實(shí)用價值的數(shù)論問題的求解，相比精典計(jì)算機(jī)精確模擬的速率快1.8億倍。
“九章”量子計(jì)算機(jī)模型機(jī)研制團(tuán)隊(duì)合照。中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院供圖
“九章”量子估算靶機(jī)的成功研發(fā)，使我國首次達(dá)到了具有歷史性意義的“量子估算優(yōu)越性”里程碑，牢靠確立了我國在國際量子估算研究中的第一方陣地位。據(jù)介紹量子傳輸實(shí)物，它由激光系統(tǒng)、量子光源、鎖相系統(tǒng)、光量子干涉線路和偵測系統(tǒng)等組成。這次研究團(tuán)隊(duì)將自主研發(fā)的多模式干涉儀、光纖相位調(diào)節(jié)器、量子變換矩陣相位檢測模塊等5件關(guān)鍵元件實(shí)物及完整的原始實(shí)驗(yàn)記錄本捐獻(xiàn)給中國國家博物館，豐富了國家博物館在前沿尖端科技實(shí)物領(lǐng)域的館藏，對于記錄、展示和發(fā)揚(yáng)新時代面向世界科技前沿實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵核心技術(shù)突破和跨越式發(fā)展具有重要意義。(完)