記者從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉、陸朝陽、劉乃樂等人與中科院上海微系統與信息技術研究所、國家并行計算機工程技術研究中心合作，近期成功構建113個光子144模式的量子計算原型機“九章二號”，求解高斯玻色取樣數學問題比目前全球最快的超級計算機快10的24次方倍（億億億倍），在研制量子計算機之路上邁出重要一步。

1981年，諾貝爾獎獲得者理查德·費曼提出了量子計算機構想。目前，量子計算已被認為可能是下一代信息革命的關鍵技術，可通過特定算法產生超越傳統計算機的算力，解決重大經濟社會問題。研制量子計算機成為世界科技前沿重大挑戰。

2020年，潘建偉團隊成功構建76個光子的量子計算原型機“九章”，處理高斯玻色取樣問題的速度比超級計算機快一百萬億倍，使中國成為全球第二個實現“量子優越性”的國家。

今年以來，潘建偉團隊進行了一系列概念和技術創新，于近期成功研制出“九章二號”。

“九章二號”整體裝置圖。科研團隊供圖

“我們主要有三大突破，首先顯著提高了量子光源的產率、品質和收集效率，將光源關鍵指標從63%提升到92%。其次，將多光子量子干涉線路從100維度增加到144維度，操縱的光子數從76個增加到113個。第三，新增了可編程功能。”研究團隊成員、中科大教授陸朝陽說。

結果顯示，“九章二號”的算力實現巨大提升。根據目前已發表的最優經典算法，“九章二號”求解高斯玻色取樣問題的處理速度，比全球最快的超級計算機快億億億倍，比“九章”快100億倍。“九章二號”1毫秒可算出的問題，全球“最快超算”需30萬億年。

“九章二號”144模式干涉儀（部分）實驗照片。科研團隊供圖

10月25日，國際權威學術期刊《物理評論快報》發表了該研究成果。量子物理學家、加拿大卡爾加里大學教授巴里·桑德斯認為，這是“令人激動的實驗杰作”。

據悉，未來的通用型量子計算機可望在密碼破譯、天氣預報、材料設計、藥物分析等領域發揮作用。目前的“九章二號”還只是“單項冠軍”，但其超強算力，在圖論、量子化學等領域具有潛在應用價值。

來源：新華社

記者：徐海濤