中國量子計算原型機刷新紀錄 「九章三號」問世確立算力新里程碑

中國科研團隊11日宣布，成功構建量子計算原型機「九章三號」，再度刷新光量子信息技術世界紀錄。「九章三號」求解高斯玻色取樣數學問題的速度比目前全球最快的超級計算機快一億億倍。這是繼2020年實現「量子優越性」後，中國科研團隊再次確立量子算力的新里程碑。

根據中國科學技術大學11日公布的消息，255個光子的「九章三號」量子計算原型機由該校潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中國科學院上海微系統與信息技術研究所、國家並行計算機工程技術研究中心合作構建。當天，國際知名學術期刊《物理評論快報》也發表了這一科研成果。

量子計算是一種遵循量子力學規律調控量子信息單元進行計算的新型計算模式，1981年，諾貝爾獎獲得者理查德·費曼首先提出了量子計算機構想。「九章」則得名於中國古代數學專著《九章算術》，這部書總結了戰國、秦、漢時期的數學成就。

國際學術界通常對量子計算的實驗發展制定「三步走」的路線圖，其中第一步就是實現「量子優越性」，即通過高精度地操縱近百個物理比特，高效求解超級計算機無法在合理時間內解決的特定高複雜度數學問題。

「『量子優越性』像個門檻，是指當新生的量子計算原型機，在某個問題上的計算能力超過了最強的傳統計算機，就證明其未來有多方超越的可能。」中國科大教授陸朝陽說，多年來國際學界高度關注、期待這個里程碑式轉折點到來。

此次最新發布的「九章三號」首次實現了對255個光子的操縱能力，極大提升了計算的複雜度。根據業界公開的最優算法，「九章三號」處理高斯玻色取樣的速度比2021年研製113個光子的「九章二號」提升一百萬倍，「九章三號」1微秒可算出的最複雜樣本，當前全球最快的超級計算機「前沿」約需200億年。

高斯玻色取樣是一個計算概率分布的算法，可用於編碼和求解多種問題，需要極大的運算量。