從中國科學技術大學獲悉，中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中科院上海微系統所、國家并行計算機工程技術研究中心合作，構建了76個光子的量子計算原型機“九章”，實現了具有實用前景的“高斯玻色取樣”任務的快速求解。根據現有理論，該量子計算系統處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍。等效地，其速度比2019年谷歌發(fā)布的53個超導比特量子計算原型機“懸鈴木”快一百億倍。

這一成果使得我國成功達到了量子計算研究的第一個里程碑：量子計算優(yōu)越性（國外也稱之為“量子霸權”）。相關論文于2020年12月4日在線發(fā)表在國際學術期刊《科學》。

量子計算機在原理上具有超快的并行計算能力。目前，量子計算原型機有望通過特定算法，在計算能力上實現相比于經典計算機的指數級提升，從而為解決一些具有重大社會和經濟價值的問題，如密碼破譯、大數據優(yōu)化、材料設計、藥物分析等提供可能。

當前，研制量子計算機已成為世界科技前沿的最大挑戰(zhàn)之一，也是歐美發(fā)達國家競相角逐的焦點。潘建偉團隊一直在光量子信息處理方面處于國際領先水平。2017年，該團隊構建了世界首臺超越早期經典計算機（ENIAC）的光量子計算原型機。2019年，團隊進一步研制了國際最高性能單光子光源，輸出了復雜度相當于48個量子比特的希爾伯特態(tài)空間，已逼近“量子計算優(yōu)越性”。

近年來，潘建偉團隊聯合中科院上海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，通過自主研制的同時具備高效率、高全同性、極高亮度和大規(guī)模擴展能力的量子光源，同時滿足相位穩(wěn)定、全連通隨機矩陣、波包重合度優(yōu)于99.5%、通過率優(yōu)于98%的100模式干涉線路，相對光程10的-9次方以內的鎖相精度，高效率100通道超導納米線單光子探測器，成功構建了76個光子100模式的高斯玻色取樣量子計算原型機“九章”，輸出量子態(tài)空間規(guī)模達到10的30次方——取名“九章”是為了紀念中國古代最早的數學專著《九章算術》。

根據目前最優(yōu)的經典算法，“九章”對于處理高斯玻色取樣的速度，比目前世界排名第一的超級計算機日本“富岳”快一百萬億倍，即“九章”一分鐘完成的任務，“富岳”需要算一億年。而且，“九章”還克服了谷歌53比特隨機線路取樣實驗中量子計算優(yōu)越性依賴于樣本數量的漏洞。

該成果牢固確立了我國在國際量子計算研究中的第一方陣地位，為未來實現可解決具有重大實用價值問題的規(guī)模化量子模擬機奠定了技術基礎。《科學》雜志審稿人評價該工作是“一個最先進的實驗”“一個重大成就”。未來，這項工作預計還將有提升空間，并能激發(fā)更多經典算法模擬方面的工作。