5月3日,科技界迎来了一个重大消息:世界上第一台超越早期经典计算机的光学量子计算机诞生了。中国科学院于5月3日在上海召开新闻发布会,并向公众发布了这一消息。“世界第一”是真正的“中国制造”,是中国科学技术大学潘剑伟教授和他的同事陆朝扬、朱晓波与浙江大学王浩华教授的研究团队共同突破的结果。

量子计算机是指利用量子相干叠加原理,理论上具有超快速并行计算和模拟能力的计算机。有人曾经做过一个类比:如果传统计算机的速度是自行车,那么量子计算机的速度就像飞机。例如,一台操纵50个微观粒子的量子计算机可以比最快的“神威太湖之光”超级计算机更好地处理具体问题。

作为量子计算的技术制高点,多粒子纠缠的操控一直是国际竞争的焦点。在光子系统方面,潘剑伟团队率先实现了五光子、六光子、八光子和十光子的世界纠缠,始终保持国际领先水平。在超导系统方面,2015年,谷歌、美国宇航局和加州大学圣巴巴拉分校宣布实现9个超导量子位的高精度操控。这一记录是由中国科学家团队在2017年打破的。

记者从中科院新闻发布会上了解到,潘建伟、朱晓波、王浩华等人自主研发了10位超导量子电路样品。通过全球纠缠操作的发展,世界上最大数量超导量子比特的纠缠和完全测量已经成功实现。此外,研究团队演示了使用超导量子电路求解线性方程的量子算法,并证明了通过量子计算的并行性来加速线性方程求解的可行性。相关结果将很快发表在国际权威杂志《物理评论快报》上。

在光量子计算方面,潘建伟、陆朝扬等人利用自主研发的综合性能国际最佳的量子点单光子源,通过电控可编程光量子电路,搭建了多光子“玻色采样”任务的光量子计算原型。实验测试表明,样机的采样速度不仅比国际同类实验至少快24000倍,而且通过与经典算法的比较,比人类历史上第一台电子管计算机(ENIAC)和第一台晶体管计算机(TRADIC)的运行速度快10-100倍。

潘剑伟说,这是历史上第一台超越早期经典计算机的基于单光子的量子模拟器,为量子计算超越经典计算能力的最终实现奠定了基础。5月2日,研究结果以长篇文章的形式在《自然光子学》在线发表。