“九章三号”量子计算机问世，比全球最快超算快一亿亿倍

今年6月，edn电子设计报告了“九章”系列光量子计算机的发展，中国科技大学研究小组在“九章”光量子计算原型机中完成了“稠密部图”和“max-haf”图理论问题的解。世界上最快的超级电脑使用目前最优秀的古典算法，精确地模拟同一实验的速度约快1.8亿倍，而现在的“九章”系列光量子计算机又迎来了新的突破。

10月11日，中国科学技术大学中国科学院量子创新研究院与上海微系统所、国家并行的计算机工程技术研究中心合作成功构建255个光子的量子计算原型机“九章三号”；进一步更新光量子信息技术水平和量子计算优越的世界纪录“gaussian boson sampling with pseudo-photon-number resolving detectors and quantum computational advantage”刊登在国际学术杂志《物理评论快报》上。

量子计算是摩尔时代的新的计算模式，原理是超高速的并列有计算能力，通过特定量子算法，社会，经济价值大的问题上，比经典计算机指数水平的加速有望可以实现。因此，研制量子计算机是当今世界科技前沿的最大挑战之一。

面对国际上“量子计算优越性”的激烈竞争，该团队首次开发了包括光子同性恋在内的新理论模型，使更准确的理论和实验相一致。同时，开发了贝氏验证和相关函数验证，全面排除了所有已知的古典仿真算法，为量子计算的优越性提供了更好的数据支持。在技术上，研制出了基于光纤时间延时环的超导纳米钢丝检测器，实现了将多个光子状态分为不同的空间模式，并将时间延时，将空间转换成时间的准光子数分辨探测系统。

研究组通过研究分解时间和空间的新的光子检测方法和识别精度高的准光子数检测器的方法，提高了光子操作水平和量子计算的复杂度。根据官方发布的消息，最好的经典精确采样算法，“九章三号”处理高斯玻色取样的速度比上一代“九章二号”提升一百万倍，比目前全球最快的超级计算机快一亿亿倍，“九章三号”在百万分之一秒时间内所处理的最高复杂度的样本，需要当前最强的超级计算机“前沿”（Frontier）花费超过二百亿年的时间。

量子计算优越性的研究是一个复杂而富有挑战性的工作，量子计算硬件与经典算法之间存在着长期竞争，“九章三号”的实现进一步巩固了我国在光量子计算领域的国际领先地位。