科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然
據(jù)26日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的論文，英國(guó)布里斯托大學(xué)量子研究人員聲稱，他們大大縮短了光學(xué)量子計(jì)算機(jī)的模擬時(shí)間，比以前的方法加速了大約10億倍。
量子計(jì)算機(jī)有望以指數(shù)級(jí)速度解決某些問題，并在藥物發(fā)現(xiàn)、電池新材料等諸多領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用。但量子計(jì)算仍處于早期階段，因此這些是長(zhǎng)期目標(biāo)。盡管如此，在構(gòu)建有用設(shè)備的過程中仍會(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(jì)算機(jī)執(zhí)行的任務(wù)甚至超出了世界上最強(qiáng)大超級(jí)計(jì)算機(jī)的能力。
2020年12月，中國(guó)科技大學(xué)研制的“九章”光學(xué)量子計(jì)算機(jī)原型，在求解“高斯玻色采樣” （GBS）問題時(shí)，實(shí)現(xiàn)了“量子優(yōu)越性”——這項(xiàng)在200秒內(nèi)完成的實(shí)驗(yàn)如果用世界上最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)來模擬，需要6億年才能完成。
此次，英國(guó)布里斯托大學(xué)量子工程技術(shù)（QET）實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)與倫敦帝國(guó)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(guó)理工學(xué)院研究員、現(xiàn)牛津量子電路高級(jí)量子工程師布萊恩·貝爾說：“隨著研究人員開展更大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，他們更渴求相對(duì)于經(jīng)典模擬的‘量子優(yōu)越性’。我們的結(jié)果將提供一個(gè)重要的比較點(diǎn)，通過它來確定未來GBS實(shí)驗(yàn)的計(jì)算能力。”
論文共同第一作者、QET實(shí)驗(yàn)室博士生杰克·布爾默說，“這些‘量子優(yōu)越性’實(shí)驗(yàn)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(yàn)的計(jì)算復(fù)雜性出現(xiàn)在哪里是令人興奮的。我們對(duì)所取得的進(jìn)步程度感到驚訝——你很少能聲稱取得了10億倍的進(jìn)步！”
QET實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合主任安東尼·萊恩說：“這類工作至關(guān)重要，它幫助我們了解在開始解決影響所有人的清潔能源和醫(yī)療保健問題之前，（量子計(jì)算機(jī)）必須克服的障礙。”
總編輯圈點(diǎn)：
人們一直期待著通過利用微觀物質(zhì)的一些不可思議的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)超現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度。這個(gè)實(shí)現(xiàn)的途徑就是量子計(jì)算機(jī)——利用量子力學(xué)的性質(zhì)去計(jì)算。按預(yù)測(cè)，量子計(jì)算機(jī)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(guó)現(xiàn)在的研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。我們雖然不懂光學(xué)量子計(jì)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(xiàn)有計(jì)算機(jī)速度的量子計(jì)算機(jī)（也就是所謂“量子優(yōu)越性”）的路上踏出的每一步，都被認(rèn)為具有劃時(shí)代的意義。
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