【環球網科技綜合報道】5月14日消息,據《自然》(Nature)報道稱,近日,中國科學技術大學等科研團隊成功研制出***個量子壓縮態輸入8176模式的可編程量子計算原型機“九章四號”,操縱和探測高達3050個光子的量子態。“九章四號”被應用于高效求解高斯玻色***樣任務,其計算速度比當前全球最快的超級計算機El Capitan快1054倍(即量子優勢比為1054)。資料顯示,量子計算利用量子疊加與糾纏特性,在特定問題上實現遠超經典計算機的處理能力。量子計算優越性指的是量子計算機在某個明確定義的數學問題上超越現有最強超級計算機。它不僅驗證了量子力學的計算潛能,也為檢驗“擴展的丘奇-圖靈論題”提供了實驗平臺,更為后續容錯量子計算機的研制,儲備了必要的可擴展調控技術。 據悉,“九章”系列專用量子計算原型機所執行的高斯玻色***樣任務,不僅是展示量子計算優越性的重要模型,還可用于生成容錯量子計算所需的玻色糾錯碼及大規模量子糾纏簇態。然而,在開發大規模量子處理器的過程中,由于編碼線路日益龐大復雜,不可避免的光子損耗嚴重制約系統的可擴展性。針對這一問題,科研團隊研發了高效率的光參量振蕩器光源和時空混合編碼干涉儀,將***個高效率壓縮態光場集成到一個時空混合編碼的8176模式線路中,實現了92%的光源效率和51%的系統總效率。該時空混合編碼架構實現了連接度的立方級擴展,使得系統能夠在***61維的巨大希爾伯特空間中進行***樣。這一系列創新使科研團隊獲得了對高達3050個光子的操縱和探測能力,比之前最好結果提升超過10倍。科研團隊將實驗結果與當前所有最先進的經典模擬方法進行對比基準測試,特別是針對利用光子損耗而設計的矩陣乘積態算法。結果表明,“九章四號”生成一個樣本僅需25微秒,而使用目前世界上最強大的超級計算機El Capitan和目前最好的經典算法,需要超過1042年的時間,量子優勢比達到1054量級。據了解,“九章四號”成果代表了低損耗光量子處理器在規模和復雜度上的重要發展,進一步鞏固了我國在光量子計算領域的世界領先地位。(青云)