＂中国造＂光量子计算机问世 实现10个超导量子

科技日报上海5月3日电世界上第一台超越早期经典计算机的光学量子计算机3日在上海亮相，10个超导量子比特的纠缠首次成功实现。中国科学家再次站在创新的最前沿。中国科学技术大学的潘建伟院士和他的同事陆朝扬、朱晓波，以及浙江大学的王浩华，在去年第一个10光子纠缠操纵的基础上，构建了这种基于单光子的量子计算机。

“从原理上讲，量子计算机具有超快速的并行计算和模拟能力，其计算能力随着可以操控的粒子数量呈指数级增长，可以为经典计算机无法解决的大规模计算问题提供有效的解决方案。一台操纵50个微观粒子的量子计算机比超级计算机更能处理具体问题。”潘建伟说，用万亿次经典计算机分解一个300位的大数需要15万年，而用万亿次量子计算机只需要1秒。可以说量子计算机更擅长解决密码分析、天气预报、药物设计、金融分析、石油勘探等大规模计算问题。由于量子计算的巨大潜在价值，欧美国家正在积极整合研究力量和资源，开展协同研究。同时，一些大型高科技公司，如谷歌、微软、IBM等，也在大力参与量子计算研究。

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。在光子系统上，潘建伟团队一直保持着多光子纠缠领域的国际领先水平，分别率先实现了世界上5光子、6光子和8光子纠缠，并在去年底创下了10光子纠缠的新纪录。在此基础上，该团队利用世界上综合性能最好的自行研制的量子点单光子源，通过电控可编程光量子电路，搭建了多光子玻色采样的光量子计算原型。实验测试表明，该样机的玻色采样速度比国际同行此前所有类似实验至少快24000倍，也比人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机快10-100倍。

5月2日，中国科学家的这项研究成果作为一篇长文在《自然光子学》网上发表。这是历史上第一个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坚实的基础。

在潘建伟团队开发的量子计算机中，超导系统也取得了很大的突破。2015年，谷歌、美国航空公司空航天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纵。但是这个记录今年被中国科学家打破了。朱晓波、王浩华与陆朝扬、潘建伟合作，自主研发10位超导量子电路样品。通过高精度脉冲控制和全局纠缠操作，成功实现了世界上数量最多的超导量子比特的多体纯纠缠。

据了解，潘建伟团队正在进行20个超导量子比特样品的设计、制备和测试，计划在今年年底前发布量子云计算平台。