縮短光學(xué)量子計算機模擬時(shí)間 量子計算機有望解決多種問(wèn)題

據26日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的論文，英國布里斯托大學(xué)量子研究人員聲稱(chēng)，他們大大縮短了光學(xué)量子計算機的模擬時(shí)間，比以前的方法加速了大約10億倍。

量子計算機有望以指數級速度解決某些問(wèn)題，并在藥物發(fā)現、電池新材料等諸多領(lǐng)域具有潛在應用。但量子計算仍處于早期階段，因此這些是長(cháng)期目標。盡管如此，在構建有用設備的過(guò)程中仍會(huì )產(chǎn)生里程碑式的進(jìn)展。目前受到廣泛關(guān)注的是“量子優(yōu)越性”，即量子計算機執行的任務(wù)甚至超出了世界上最強大超級計算機的能力。

2020年12月，中國科技大學(xué)研制的“九章”光學(xué)量子計算機原型，在求解“高斯玻色采樣” (GBS)問(wèn)題時(shí)，實(shí)現了“量子優(yōu)越性”——這項在200秒內完成的實(shí)驗如果用世界上最強大的超級計算機來(lái)模擬，需要6億年才能完成。

此次，英國布里斯托大學(xué)量子工程技術(shù)(QET)實(shí)驗室團隊與倫敦帝國理工學(xué)院和惠普企業(yè)的研究人員合作，將模擬時(shí)間縮短至僅幾個(gè)月，加速因子約為10億。

論文共同第一作者、倫敦帝國理工學(xué)院研究員、現牛津量子電路高級量子工程師布萊恩·貝爾說(shuō)：“隨著(zhù)研究人員開(kāi)展更大規模的實(shí)驗，他們更渴求相對于經(jīng)典模擬的‘量子優(yōu)越性’。我們的結果將提供一個(gè)重要的比較點(diǎn)，通過(guò)它來(lái)確定未來(lái)GBS實(shí)驗的計算能力。”

論文共同第一作者、QET實(shí)驗室博士生杰克·布爾默說(shuō)，“這些‘量子優(yōu)越性’實(shí)驗代表了物理學(xué)和工程學(xué)的巨大成就。作為一名研究人員，理解這些實(shí)驗的計算復雜性出現在哪里是令人興奮的。我們對所取得的進(jìn)步程度感到驚訝——你很少能聲稱(chēng)取得了10億倍的進(jìn)步!”

QET實(shí)驗室聯(lián)合主任安東尼·萊恩說(shuō)：“這類(lèi)工作至關(guān)重要，它幫助我們了解在開(kāi)始解決影響所有人的清潔能源和醫療保健問(wèn)題之前，(量子計算機)必須克服的障礙。”

總編輯圈點(diǎn)

人們一直期待著(zhù)通過(guò)利用微觀(guān)物質(zhì)的一些不可思議的性質(zhì)，實(shí)現遠超現有計算機的計算速度。這個(gè)實(shí)現的途徑就是量子計算機——利用量子力學(xué)的性質(zhì)去計算。按預測，量子計算機一旦實(shí)用化，會(huì )在很多領(lǐng)域取得革命性的成果，正因此，世界各國現在的研發(fā)競爭非常激烈。我們雖然不懂光學(xué)量子計算模擬時(shí)間加速十億倍是什么概念，但可以理解的是，在追尋真正超越現有計算機速度的量子計算機(也就是所謂“量子優(yōu)越性”)的路上踏出的每一步，都被認為具有劃時(shí)代的意義。(記者張夢(mèng)然)

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