中新網(wǎng)合肥9月4日電 (記者 吳蘭)記者4日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校近期應(yīng)邀向中國國家博物館捐贈“九章”量子計(jì)算原型機(jī)相關(guān)科學(xué)元器件實(shí)物和原始資料。

　　量子計(jì)算是后摩爾時(shí)代的一種新的計(jì)算范式，它在原理上具有超快的并行計(jì)算能力，可望通過特定量子算法在一些具有重大社會和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的問題方面相比經(jīng)典計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)指數(shù)級別的加速。因而，研制量子計(jì)算機(jī)是當(dāng)前世界科技前沿的挑戰(zhàn)之一。

　　從上世紀(jì)80年代初，科學(xué)家們提出量子計(jì)算概念、建立通用量子圖靈機(jī)理論，90年代提出大數(shù)分解算法和量子糾錯(cuò)以來，量子計(jì)算領(lǐng)域一直追求的一個(gè)重大里程碑目標(biāo)是真正在技術(shù)上造出量子計(jì)算原型機(jī)，對特定問題的求解展現(xiàn)超級計(jì)算機(jī)無法比擬的算力。這個(gè)里程碑標(biāo)志著量子計(jì)算從“物理演示”真正邁進(jìn)“展示算力”的拐點(diǎn)，被國際學(xué)術(shù)界取名為“量子計(jì)算優(yōu)越性”。它不僅是實(shí)現(xiàn)未來大規(guī)模量子計(jì)算的第一步，并可用于實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)計(jì)算科學(xué)著名的“擴(kuò)展的丘奇—圖靈論題”，成為國際激烈角逐的焦點(diǎn)。

　　歷經(jīng)多年的原理探索和技術(shù)攻關(guān)，中國科大潘建偉、陸朝陽等組成的研究團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了高性能量子光源和高精度鎖相多模式光量子干涉線路，并與中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、國家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作，于2020年構(gòu)建了76個(gè)光子100模式的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，并在第二年升級到113個(gè)光子144模式的“九章二號”。

　　據(jù)悉，“九章”的命名是為了紀(jì)念中國古代最早的數(shù)學(xué)專著《九章算術(shù)》。在對高斯玻色取樣任務(wù)的求解上，“九章”量子計(jì)算原型機(jī)比當(dāng)時(shí)最好的經(jīng)典算法和超級計(jì)算機(jī)快1014倍，功耗低1013。進(jìn)一步，研究團(tuán)隊(duì)揭示了高斯玻色取樣和圖論之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系，基于“九章”完成對稠密子圖和Max-Haf兩類具有實(shí)用價(jià)值的圖論問題的求解，相比經(jīng)典計(jì)算機(jī)精確模擬的速度快1.8億倍。

　　“九章”量子計(jì)算原型機(jī)的成功研制，使我國首次達(dá)到了具有歷史性意義的“量子計(jì)算優(yōu)越性”里程碑，牢固確立了我國在國際量子計(jì)算研究中的第一方陣地位。據(jù)介紹，它由激光系統(tǒng)、量子光源、鎖相系統(tǒng)、光量子干涉線路和探測系統(tǒng)等組成。此次研究團(tuán)隊(duì)將自主研制的多模式干涉儀、光纖相位調(diào)節(jié)器、量子變換矩陣相位測量模塊等5件關(guān)鍵器件實(shí)物及完整的原始實(shí)驗(yàn)記錄本捐贈給中國國家博物館，豐富了國家博物館在前沿尖端科技實(shí)物領(lǐng)域的館藏，對于記錄、展示和弘揚(yáng)新時(shí)代面向世界科技前沿實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵核心技術(shù)突破和跨越式發(fā)展具有重要意義。(完)