科技日報合肥5月13日電 （記者吳長鋒）記者13日從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉、陸朝陽、張強、劉乃樂等學者聯(lián)合國內研究單位，成功研制出1024個量子壓縮態(tài)輸入、8176模式的可編程量子計算原型機“九章四號”，首次操縱和探測高達3050個光子的量子態(tài)?！熬耪滤奶枴北粦糜诟咝蠼飧咚共Ｉ蓸尤蝿?，其計算速度比當前全球最快的超級計算機El Capitan快1054倍，成功建立了國際上最強的“量子計算優(yōu)越性”。相關論文于13日發(fā)表于國際學術期刊《自然》。
“九章”系列專用量子計算原型機是展示量子計算優(yōu)越性的重要模型，還可用于生成容錯量子計算所需的玻色糾錯碼及大規(guī)模量子糾纏簇態(tài)。然而，在開發(fā)大規(guī)模量子處理器的過程中，由于編碼線路日益龐大復雜，不可避免的光子損耗嚴重制約著系統(tǒng)的可擴展性。
針對這一問題，研究團隊研發(fā)了高效率的光參量振蕩器光源和時空混合編碼干涉儀，將1024個高效率壓縮態(tài)光場集成到一個時空混合編碼的8176模式線路中，實現(xiàn)了92%的光源效率和51%的系統(tǒng)總效率，使得系統(tǒng)能在102461維的巨大希爾伯特空間中進行采樣。研究團隊由此獲得對高達3050個光子的操縱和探測能力，比之前最好結果提升超過10倍。
對比基準測試表明，“九章四號”生成一個樣本僅需25微秒，而使用El Capitan和目前最好的經(jīng)典算法，需要超過1042年的時間，量子優(yōu)勢比達到1054量級。“九章四號”成果代表了低損耗光量子處理器在規(guī)模和復雜度上的重大飛躍，進一步鞏固了我國在光量子計算領域的世界領先地位。
（責任編輯：蔡文斌）
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