雷鋒網(wǎng)(公眾號(hào)：雷鋒網(wǎng))快訊，中國(guó)科學(xué)院5月3日在上海舉行新聞發(fā)布會(huì)，對(duì)外宣布世界首臺(tái)10比特光量子計(jì)算機(jī)研發(fā)成功。

圖為發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)

這項(xiàng)世界領(lǐng)先的量子計(jì)算機(jī)來自于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事陸朝陽、朱曉波等，并聯(lián)合浙江大學(xué)王浩華教授研究組一同攻關(guān)。這臺(tái)具有10個(gè)量子位的光量子計(jì)算機(jī)克服了以往同類型量子計(jì)算機(jī)的量子位數(shù)目受限和低采樣率的問題，計(jì)算機(jī)采用的架構(gòu)還具有繼續(xù)增加量子位數(shù)目和提高采樣率的能力。

今天在上海，世界首臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算機(jī)宣告問世。在光學(xué)體系上，該研究團(tuán)隊(duì)在2016年已實(shí)現(xiàn)國(guó)際最高水平的十光子糾纏操縱。今年，在這一基礎(chǔ)上，又利用我國(guó)自主研發(fā)的高品質(zhì)量子點(diǎn)單光子源構(gòu)建了世界首臺(tái)在性能上能夠超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的單光子量子計(jì)算機(jī)，通過發(fā)展全局糾纏操作，成功實(shí)現(xiàn)了目前世界上最大數(shù)目的超導(dǎo)量子比特的糾纏和完整的測(cè)量。最新實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，該原型機(jī)的“玻色取樣”速度比國(guó)際同行之前所有類似的實(shí)驗(yàn)加快至少24000倍，比人類歷史上第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)（ENIAC）和第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)（TRADIC）運(yùn)行速度快10-100倍。

圖為光量子實(shí)驗(yàn)室照片

業(yè)內(nèi)進(jìn)展方面，D-Wave已于2017年發(fā)布了具有2000個(gè)量子位的量子退火計(jì)算機(jī)2000Q。但由于D-Wave這一類型的計(jì)算機(jī)只能執(zhí)行“量子退火”一種算法，它的應(yīng)用受到限制，即便業(yè)內(nèi)也對(duì)D-Wave是否是真正的量子計(jì)算機(jī)有諸多爭(zhēng)議。MIT于2016年制造出了具有5個(gè)量子位的原子阱量子計(jì)算機(jī)，并成功用Shor算法進(jìn)行了因數(shù)分解實(shí)驗(yàn)。谷歌也于2016年7月表明了自己要建立世界上第一臺(tái)超高性能量子計(jì)算機(jī)的愿景，不過目前還未看到后續(xù)進(jìn)展。

目前的量子計(jì)算機(jī)還不能完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)所能完成的各種任務(wù)。存儲(chǔ)和計(jì)算原理不同，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的每一位只能傳輸“0”或“1”中的某一個(gè)，而量子計(jì)算機(jī)可以傳輸和計(jì)算“0”或“1”的疊加態(tài)，然后對(duì)同樣處在“0”或“1”疊加態(tài)的結(jié)果進(jìn)行測(cè)量，以一定概率的概率得到結(jié)果，并配合反復(fù)測(cè)量，得到傳統(tǒng)的非疊加態(tài)結(jié)果。但某一些特定的運(yùn)算，利用量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算特點(diǎn)可以很快解決，比如對(duì)大數(shù)進(jìn)行因子分解的Shor算法（可以用于破解傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)加密）、量子退火算法（對(duì)復(fù)雜優(yōu)化問題進(jìn)行最值求解）、Grover量子搜索算法（在很大的集合中尋找指定的元素），傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行類似的計(jì)算，所需時(shí)間與任務(wù)復(fù)雜度成幾何級(jí)數(shù)增加，甚至幾乎不能計(jì)算，但量子計(jì)算機(jī)所需的時(shí)間僅僅是線性增加而已。

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