經濟觀察網 記者 李靖恒 10月26日，中國科學技術大學官網發布公告信息顯示，中國科學技術大學中科院量子信息與量子科技創新研究院潘建偉、陸朝陽、劉乃樂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，發展了量子光源受激放大的理論和實驗方法，構建了113個光子144模式的量子計算原型機“九章二號”，并實現了相位可編程功能，完成了對用于演示“量子計算優越性”的高斯玻色取樣任務的快速求解。
公告信息同時稱，根據現已正式發表的最優經典算法理論，“九章二號”處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快1024倍。
“這一成果是我國繼光量子計算原型機‘九章’后在超導量子比特體系首次達到‘量子計算優越性’里程碑，使得我國成為目前唯一同時在兩種物理體系都達到這一里程碑的國家。”中科大表示，“這一成果再次刷新了國際上光量子操縱的技術水平，進一步提供了量子計算加速的實驗證據。”
相關論文于10月26日以“編輯推薦”的形式發表在國際知名學術期刊《物理評論快報》上。著名量子物理學家、加拿大卡爾加里大學教授Barry Sanders同時受邀在Physics網站上謄寫長篇評述文章，稱贊該工作是“令人激動的實驗杰作”，“令人印象深刻的最前沿的進步”。
中國信通院近期在一份有關量子云計算發展態勢的研究報告中表示，量子計算是將微觀量子效應與計算科學相結合，基于量子調控技術進行信息處理的新型計算方式。近年來科研探索和技術創新保持活躍，代表性研究成果和應用探索進展亮點紛呈，未來有望帶來解決計算困難問題的算力飛躍，引發下一代科技革命浪潮。
中科大表示，量子計算機在原理上可通過特定算法在一些具有重大社會和經濟價值的問題方面，獲得比經典計算機更強的算力。實現對于量子計算的物理實現，國際學術界采取三步走的路線圖。其中，第一個里程碑，在學術上被稱為“量子計算優越性”，其含義是通過高精度地操縱近百個物理比特，用來高效地解決超級計算機都無法在合理時間內解決的特定高復雜度數學問題。
“九章二號”完成了用于演示“量子計算優越性”的高斯玻色取樣任務的快速求解。根據現已正式發表的最優經典算法理論，“九章二號”處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快1024倍。高斯玻色取樣任務是一種求解難度非常大的計算問題，常被量子計算領域的科學家用來挑戰經典計算機。
同時，中科大還表示，潘建偉、朱曉波、彭承志等組成的研究團隊與中科院上海技術物理研究所合作，構建了66比特可編程超導量子計算原型機“祖沖之二號”，實現了對“量子隨機線路取樣”任務的快速求解。根據現有理論，“祖沖之二號”處理的量子隨機線路取樣問題的速度比目前最快的超級計算機快7個數量級，計算復雜度比谷歌公開報道的53比特超導量子計算原型機“懸鈴木”提高了6個數量級。
“這一成果是我國繼光量子計算原型機‘九章’后在超導量子比特體系首次達到‘量子計算優越性’里程碑，使得我國成為目前唯一同時在兩種物理體系都達到這一里程碑的國家。”中科大表示。
中科大進一步介紹，超導量子比特是國際公認的有望實現可擴展量子計算的物理體系之一。潘建偉、朱曉波、彭承志等長期瞄準超導量子計算領域，于2021年5月構建了當時國際上量子比特數目最多的62比特超導量子計算原型機“祖沖之號”。該團隊在“祖沖之號”的基礎上，采用全新的倒裝焊3D封裝工藝，解決了大規模比特集成的問題，成功研制出“祖沖之二號”。
“研究人員希望這個工作能夠繼續激發更多的經典算法模擬方面的工作，也預計將來會有提升的空間。量子優越性研究并不是一個一蹴而就的工作，而是更快的經典算法和不斷提升的量子計算硬件之間的競爭，但最終量子并行性會產生經典計算機無法企及的算力。”中科大表示。
中國信通院則在近期一份研究報告中表示，量子處理器主要技術路線包含超導、離子阱、硅基半導體、光量子等等，呈現多元化發展態勢。超導量子計算被業界認為是有可能實現通用化量子計算的技術路線之一。國際科技巨頭IBM、Google等在超導量子計算方面持續發力，樣機研發占據領先地位，紛紛制定超導量子計算發展的宏偉藍圖。IBM于2020年發布超導量子計算路線圖，計劃2021年推出128位物理比特“鷹”平臺，2023年推出1123位“禿鷲”平臺，2030年目標達到上百萬位。Google在2019年報道基于53位量子物理比特超導處理器“懸鈴木”率先實驗驗證了量子計算優越性。
“我國科學家不斷努力，在超導、離子阱、光量子等多個技術路線與歐美學術研究方面的差距在縮小，局部研究成果達到了全球先進水平。”中國信通院表示。
