中國科學家表示，他們最新的量子計算機在百萬分之一秒內(nèi)解決了一個極其復雜的數(shù)學問題，這比世界上最快的超級計算機快了200多億年。

據(jù)同行評議期刊《物理評論快報》周二發(fā)表的一篇論文稱，“九章三號”原型機還打破了該系列前代產(chǎn)品所創(chuàng)造的記錄，計算速度提高了100萬倍。

該研究小組由中國國家量子研究計劃的首席科學家潘建偉領(lǐng)導。在2020年，潘的團隊成功構(gòu)建了第一臺“九章”光量子計算原型機。該系列使用光子(以光速傳播的微小粒子)作為計算的物理介質(zhì)，每個光子攜帶一個量子位，量子位是量子信息的基本單位。

在前兩個版本的機器中，光子數(shù)量分別從76個增加到113個，在最新的迭代中，潘和他的團隊實現(xiàn)了構(gòu)建255個光子的進步。

研究人員利用“九章三號”解決了一個基于高斯玻色子采樣的復雜問題，該問題模擬了光粒子穿過晶體和鏡子迷宮的行為。

這項任務最初是作為一個沒有目的的物理游戲提出的，不過最近的一些研究表明，玻色子采樣可能在密碼學中有一些應用。

在實驗中，研究小組表示，“九章三號”解決了一個樣本復雜度最高的問題，聲稱它能夠在百萬分之一秒內(nèi)完成任務。

研究人員還表示，經(jīng)典超級計算機“前沿”在2022年中期被評為世界上最強大的超級計算機，但完成同樣的任務將需要200多億年的時間。

在量子技術(shù)領(lǐng)域中，中國、美國和其他國家正在展開一場激烈的競賽。一臺量子計算機可以超越傳統(tǒng)計算機，解決傳統(tǒng)計算機無法解決的問題。不過他們正在使用不同的方法來實現(xiàn)這一目標，光子處理器只是量子計算的幾種類型之一。

總部位于多倫多的Xanadu公司也在與基于光的系統(tǒng)競爭。該公司與美國國家標準與技術(shù)研究院(NIST)合作，于2022年推出了具有216個光子的“北極光”量子處理器。

但是，盡管速度很快，這些機器還不會取代普通計算機。在這個階段，它們只能在受保護的環(huán)境中短期地執(zhí)行高度特定的任務，因為他們也會犯很多錯誤。

2021年，當九章二號出現(xiàn)時，潘表示，該團隊希望“通過四到五年的努力”實現(xiàn)量子糾錯。

2019年，量子計算先驅(qū)佐勒表示，盡管在實驗室中出現(xiàn)了具有數(shù)十個量子比特的小型量子計算機，但要使它們真正實用還需要在糾錯方面取得突破?！霸谖磥淼?到10年里，我們可能會看到擁有幾百個量子比特的量子計算機的出現(xiàn)，有些甚至具有部分糾錯能力?！?/p>

佐勒推測，要實現(xiàn)大規(guī)模高速量子計算機，將需要數(shù)萬甚至數(shù)百萬個量子比特，以及強大的糾錯能力。