中新網揚州9月4日電(記者吳蘭)記者4日從中國科學技術學院據悉，該校近日應邀向中國國家博物館捐款“九章”量子估算靶機相關科學元元件實物和原始資料。
“九章”量子估算截擊機。中國科學技術學院供圖
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濟價值的問題方面相比精典計算機實現指數級別的加速。因此，研發量子計算機是當前世界科技前沿的挑戰之一。
從上世紀80年代初，科學家們提出量子估算概念、建立通用量子圖靈機理論量子傳輸實物，90年代提出大數分解算法和量子糾錯以來，量子估算領域仍然追求的一個重大里程碑目標是真正在技術上造出量子估算截擊機，對特定問題的求解詮釋超級計算機難以比擬的算力。這個里程碑標志著量子估算從“物理演示”真正邁向“展示算力”的拐點，被國際學術界起名為“量子估算優越性”。它除了是實現未來大規模量子估算的第一步，并可用于實驗檢驗估算科學知名的“擴展的丘奇—圖靈論題”，成為國際激烈爭奪的焦點。
歷經多年的原理探求和技術攻關，中國農大潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊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，并與中國科大學北京微系統與信息技術研究所、國家并行計算機工程技術研究中心合作，于2020年建立了76個光子100模式的量子估算靶機“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》。在對高斯玻色采樣任務的求解上，“九章”量子估算靶機比當時最好的精典算法和超級計算機快1014倍，幀率低1013。進一步，研究團隊闡明了高斯玻色采樣和數論之間的物理聯系，基于“九章”完成對稠密子圖和Max-Haf兩類具有實用價值的數論問題的求解，相比精典計算機精確模擬的速率快1.8億倍。
“九章”量子計算機模型機研制團隊合照。中國科學技術學院供圖
“九章”量子估算靶機的成功研發，使我國首次達到了具有歷史性意義的“量子估算優越性”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。據介紹量子傳輸實物，它由激光系統、量子光源、鎖相系統、光量子干涉線路和偵測系統等組成。這次研究團隊將自主研發的多模式干涉儀、光纖相位調節器、量子變換矩陣相位檢測模塊等5件關鍵元件實物及完整的原始實驗記錄本捐獻給中國國家博物館，豐富了國家博物館在前沿尖端科技實物領域的館藏，對于記錄、展示和發揚新時代面向世界科技前沿實現的關鍵核心技術突破和跨越式發展具有重要意義。(完)