中科大、浙大联合攻关诞生的中国首台光量子计算机到底有多牛?

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据潘建伟介绍,这次实验最重要的是实现了两大突破:首先,这是由中国科研团队完成的世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机;其次,这也是世界上纠缠数目最多(10个)的超导量子比特正确处理器。

费曼对量子计算机概念的阐述还有个经典的应用场景描述:你被要求5分钟内在国会图书馆某一本书的某页上找到一个多多大写字母“X”,这几乎是可能的,可能那里有8000万册书。后后可能你处于8000万个平行现实中,每个现实都都可不可以 查看不同的书籍,那么你肯定能在其中某个现实中找到你这个 “X”。在你这个 假设中,普通计算机就像是前某种 具体情况中疯子般的那个你,都可不可以 在5分钟内找遍尽可能多的书。而量子计算机却能基因重组出8000万个你,每个只需翻找一本书即可。

今天上午(5月3日),中国科技界迎来了一则重磅消息!中国科学技术大学教授、中国科学院院士潘建伟在上海表态,中国科研团队成功构建光量子计算机,首次演示了超越早期经典计算机的量子计算能力。

潘建伟表示,谷歌、IBM等公司拥另一每个人才优势。尤其是谷歌,目前仍都可不可以 算不算的量子计算机里的领头羊。但这次,研究团队通缺乏精度脉冲控制和全局纠缠操作实现10比特量子态的成果,使中国在超导体系量子计算机研究领域也进入世界一流水平行列。

最好的方式 量子比特的特殊性,著名物理学家理查德·费曼最早提出了量子计算机。按照他当时的设想,可能用量子系统构成的计算机来模拟量子问題,运算时间可大幅度减少。量子计算机的概念从此诞生。

潘建伟团队的此次实验,使得中国的超导体系量子计算机研究,进入世界一流水平行列。首先,这次的光量子计算机原型机的取样传输速率比国际同行同类的实验加快为宜2800倍;通过和经典算法比较,这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运行传输速率快10倍至80倍。







另外,这次研究团队自主研发了10比特超导量子线路样品,通过发展全局纠缠操作,成功实现了目前世界上最大数目的超导量子比特的纠缠和全部的测量。更进一步的是,研究团队利用超导量子线路演示了求解线性方程组的量子算法,证明了通过量子计算的并行性加速求解线性方程组的可行性。

正是可能量子计算机有那么“神奇”的作用,除了中国在该领域有研究投入外,美国和欧洲的政府部门、大型科技公司和前沿实验室都对量子计算产生了极大的兴趣。

值得一提的是,这次演示的光量子计算机是“世界首台”,更是货真价实的“中国造”,由中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等,联合浙江大学王浩华教授研究组一起去攻关。

目前,全球科技巨头全部后会跟踪量子计算机的研究。其中,Google在807年后后就开始英语 英文了启动研究工作。2014年9月,Google表态加几滴 子计算机的投入,并与NASA成立联合实验室,设计和建造量子计算正确处理器。2014年,IBM也表态在量子计算领域加大投入,投入金额达到80亿美元。

10个比特超导线路,也让该团队在超导体系打破了后后由谷歌、美国航天航空局和加州大学圣芭芭拉分校创下的9个超导量子比特的操纵记录。





2016年,潘建伟团队首次成功实现“十光子纠缠”。多粒子纠缠操纵作为量子信息正确处理基本能力的核心指标,近年来老要 是国际学界角逐的焦点。操纵的纠缠光子数目太满,量子信息正确处理能力就会呈指数增长,但一起去实验实现的难度也急剧增加。



经过努力,潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等,联合浙江大学王浩华教授研究组,把比特数目扩展到10个,并制备了10比特的纠缠GHZ态,保真度大于66%,据介绍,在目前公开的结果中,这是超导量子比特系统中纠缠的数目最多的。







从最初的3比特,到5比特,到6比特,再到如今的10比特,潘建伟说,此次测试的成功标志着中国在超导量子比特集成系统的设计制备、控制与测量等各方面都打下了坚实的基础。根据计划,潘建伟的研究团队将在今年年底实现为宜20个光量子比特的操纵,20个超导量子比特样品的设计、制备和测试,量子计算机的传输速率可能成指数增长。(次要来源:澎湃新闻)



转自青塔

在此后后,潘建伟和同事老要 保持着多光子纠缠态的世界纪录,大伙分别于804年、807年、2012年在国际上首次实现对五光子、六光子、八光子纠缠的操纵,并系统性地应用于量子通信、量子计算等多个研究方向。此外,10个比特超导线路,也让该团队在超导体系打破了后后由谷歌、美国航天航空局和加州大学圣芭芭拉分校公开报道的9个超导量子比特的操纵。

这两大突破身前有何意义?量子计算机与传统计算机有何不同?以及,在量子计算领域,中国与一点国家相比实力何如?在今天的新闻发布会上,潘建伟教授用15张PPT作了解释,下面一起去来看一看:

谷歌、IBM和微软等公司都已发布每个人 的量子计算机研究计划。毫无问題,目前谷歌仍是量子计算领域的领头羊。此前,谷歌曾表态将在今年推出49 量子比特的量子计算机。

在理解量子计算机后后,大伙首先都可不可以 知道那先 是量子纠缠和量子叠加原理。按照经典计算机的设计原理,科学家们在传统芯片的晶体管中,用0和1的二进制来表示信息。但在量子力学的世界里,最好的方式 量子的物理性质,它才能呈现叠加具体情况,能一起去表示0和1。处于叠加态的量子比特能以某种 叫做量子纠缠的问題相互联系,简单来说,要是 一个多几滴 子比特的行为能瞬间影响到曾经 量子比特。