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“九章”光量子計(jì)算原型機(jī)科研實(shí)物入藏國(guó)家博物館

吳蘭 發(fā)布時(shí)間:2023-09-06 09:12:00來(lái)源: 中國(guó)新聞網(wǎng)

  中新網(wǎng)合肥9月4日電 (記者 吳蘭)記者4日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校近期應(yīng)邀向中國(guó)國(guó)家博物館捐贈(zèng)“九章”量子計(jì)算原型機(jī)相關(guān)科學(xué)元器件實(shí)物和原始資料。

  量子計(jì)算是后摩爾時(shí)代的一種新的計(jì)算范式,它在原理上具有超快的并行計(jì)算能力,可望通過(guò)特定量子算法在一些具有重大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的問(wèn)題方面相比經(jīng)典計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)別的加速。因而,研制量子計(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)家們提出量子計(jì)算概念、建立通用量子圖靈機(jī)理論,90年代提出大數(shù)分解算法和量子糾錯(cuò)以來(lái),量子計(jì)算領(lǐng)域一直追求的一個(gè)重大里程碑目標(biāo)是真正在技術(shù)上造出量子計(jì)算原型機(jī),對(duì)特定問(wèn)題的求解展現(xiàn)超級(jí)計(jì)算機(jī)無(wú)法比擬的算力。這個(gè)里程碑標(biāo)志著量子計(jì)算從“物理演示”真正邁進(jìn)“展示算力”的拐點(diǎn),被國(guó)際學(xué)術(shù)界取名為“量子計(jì)算優(yōu)越性”。它不僅是實(shí)現(xiàn)未來(lái)大規(guī)模量子計(jì)算的第一步,并可用于實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)計(jì)算科學(xué)著名的“擴(kuò)展的丘奇—圖靈論題”,成為國(guó)際激烈角逐的焦點(diǎn)。

  歷經(jīng)多年的原理探索和技術(shù)攻關(guān),中國(guó)科大潘建偉、陸朝陽(yáng)等組成的研究團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)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(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作,于2020年構(gòu)建了76個(gè)光子100模式的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”,并在第二年升級(jí)到113個(gè)光子144模式的“九章二號(hào)”。

  據(jù)悉,“九章”的命名是為了紀(jì)念中國(guó)古代最早的數(shù)學(xué)專(zhuān)著《九章算術(shù)》。在對(duì)高斯玻色取樣任務(wù)的求解上,“九章”量子計(jì)算原型機(jī)比當(dāng)時(shí)最好的經(jīng)典算法和超級(jí)計(jì)算機(jī)快1014倍,功耗低1013。進(jìn)一步,研究團(tuán)隊(duì)揭示了高斯玻色取樣和圖論之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系,基于“九章”完成對(duì)稠密子圖和Max-Haf兩類(lèi)具有實(shí)用價(jià)值的圖論問(wèn)題的求解,相比經(jīng)典計(jì)算機(jī)精確模擬的速度快1.8億倍。

  “九章”量子計(jì)算原型機(jī)的成功研制,使我國(guó)首次達(dá)到了具有歷史性意義的“量子計(jì)算優(yōu)越性”里程碑,牢固確立了我國(guó)在國(guó)際量子計(jì)算研究中的第一方陣地位。據(jù)介紹,它由激光系統(tǒng)、量子光源、鎖相系統(tǒng)、光量子干涉線路和探測(cè)系統(tǒng)等組成。此次研究團(tuán)隊(duì)將自主研制的多模式干涉儀、光纖相位調(diào)節(jié)器、量子變換矩陣相位測(cè)量模塊等5件關(guān)鍵器件實(shí)物及完整的原始實(shí)驗(yàn)記錄本捐贈(zèng)給中國(guó)國(guó)家博物館,豐富了國(guó)家博物館在前沿尖端科技實(shí)物領(lǐng)域的館藏,對(duì)于記錄、展示和弘揚(yáng)新時(shí)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)

(責(zé)編: 王東)

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