4.2小時完成數萬年計算，比超級計算機快億億億倍！量子計算機“祖沖之號”“九章”再升級
我國是唯一在兩大物理體系達到“量子優越性”里程碑的國家。
博雯 發自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI
近日，我國在超導量子和光量子兩種系統的量子計算領域再次取得重要進展！
距離宣布又一次實現“量子計算優越性”僅過去三個月，潘建偉團隊就再次將可編程超導量子計算原型機“祖沖之號”升級。
在計算復雜度上，新的原型機比谷歌的Sycamore量子計算機高一百萬倍，比三個月前的“祖沖之號”高一千倍，還能實現更大規模的“量子隨機線路取樣”任務。
同時，光量子計算領域也推出了“九章二號”。
新的原型機從之前的76個光子增加到了113個光子，處理特定問題的速度比超級計算機快億億億倍。
這兩大領域的重要進展，也使得我國成為目前世界上唯一在兩種物理體系達到“量子計算優越性”里程碑的國家。
4.2小時完成數萬年工作
在論文中，潘建偉團隊將這次新推出的超導量子計算系統命名為祖沖之2.1。
對比之前的62比特可編程超導量子計算原型機“祖沖之號”，這次的“版本更新”多了不少內容。
祖沖之2.1首先對讀出性能進行了升級，其讀出保真度平均可達97.74%，最高可達99.1%。
更強大的量子處理器也能夠實現更大規模的隨機量子電路采樣，其系統規模可達可達60個量子比特和24個周期。
而在計算復雜度上，祖沖之2.1在60比特24周期的采樣任務上比Sycamore上最難的任務高出6個數量級，比祖沖之2.0高出5000倍。
同時，使用張量網絡算法和超級計算機模擬隨機電路采樣實驗的時間需要4.8×104年（數萬年），而祖沖之2.1只需要約4.2小時，相當于提速了一千萬倍。
比超級計算機快億億億倍
光量子領域的研究則主要來自一個新的、可編程的高斯玻色取樣（GBS）實驗，該實驗在144模的光子電路下產生了113個探測事件。
也就是中科大教授陸朝陽所介紹的，把九章光量子計算機從之前的76個光子增加到了113個光子。
在計算成本上，“九章二號”輸出的希爾伯特空間維度高達1043，達到了一個新的記錄：
而采樣率比使用超級計算機快1024，相當于是快了億億億倍。
對于這項研究，中國科學技術大學教授陸朝陽在接受采訪時表示：
量子計算機對特定問題的求解超越超級計算機，這就是“量子計算優越性”，也是量子計算發展的第一個里程碑。
而無論是光量子比特，還是超導量子比特，都是國際公認的有望實現可擴展量子計算的物理體系。
那么在取得了這兩大領域的重要進展之后，下一步要做什么呢？
據央視網報道，潘建偉團隊希望他們能在未來4到5年內努力實現量子糾錯，以此來研究探索一些專用的量子計算機或者量子模擬機，從而解決一些具有重大應用價值的科學問題。
論文：
[1]https://arxiv.org/abs/2109.03494
[2]https://arxiv.org/abs/2106.15534
參考鏈接：
https://news.sina.com.cn/c/2021-10-26/doc-iktzqtyu3539298.shtml
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