“九章三号”量子计算原型机研制成功

◎记者 李兴彩

10月11日，中国科学家宣布成功构建了量子计算原型机“九章三号”，其求解高斯玻色取样数学问题的速度，比目前全球最快的超级计算机快一亿亿倍。业内专家表示，在量子计算机研发方面，中国在超导、半导体、光学等三条技术路线上齐头并进，均处于业界领先水平。

比超算快一亿亿倍的“九章三号”

“九章三号”是由255个光子构建而成的量子计算原型机，该原型机由中科大潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中国科学院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心合作构建。

据业界公开的最优算法，“九章三号”处理高斯玻色取样的速度比“九章二号”提升一百万倍。“九章三号”1微秒可算出的最复杂样本，当前全球最快的超级计算机约需200亿年才能完成。也就是说，“九章三号”比全球最快超算还快一亿亿倍。

潘建伟表示，量子计算机在原理上具有超快的并行计算能力，可望通过特定算法在密码破译、大数据优化、天气预报、材料设计、药物分析等领域，提供比传统计算机更强的算力支持。

这也是潘建伟团队首次实现对255个光子的操纵能力，极大提升了原型机的计算复杂度。2021年，潘建伟团队成功研制113个光子的“九章二号”量子计算原型机。

量子计算站在全球产业风口

在“九章三号”发布同时，欧洲也传来一条量子计算机研发获得进展的消息。

据新华社报道，芬兰国家技术研究中心10日宣布，芬兰推出基于20量子比特的量子计算机，该量子计算机由芬兰国家技术研究中心和芬兰量子计算初创公司IQM共同研制完成。

今年6月，微软高级量子开发副总裁克里斯塔·斯沃雷表示，10年内就能制造出量子超级计算机。谷歌表示，5年之内就会制造出一款可用的量子计算机。IBM则宣布，计划在今年内向商业和研究机构提供商业量子计算机。

需要注意的是，这些量子计算机还不会带来量子优势，即性能上不会超过传统的计算机。

中国在三条技术路线上均领先

当前，国际学术界在量子计算领域的主流技术路线有超导、半导体、离子阱、光学和量子拓扑等。IBM和谷歌聚焦超导量子计算机，英特尔主推CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺。

一位量子力学教授告诉记者，与IBM、谷歌等公司采用超导量子路线不同，国内在量子计算机研发方面，呈现出超导、半导体、光学等三条技术路线并行的态势。

“九章三号”就属于光学技术路线。在超导量子计算机路线上，潘建伟团队研制的66比特“祖冲之二号”量子计算原型机是代表。今年5月31日，176比特“祖冲之号”量子计算云平台上线，刷新了我国云平台的超导量子计算机比特数纪录。

“中国必须研发出量子计算机，否则在下一代信息处理上会远远落后。”此前，“祖冲之号”量子计算总师朱晓波在接受新华社专访时表示，在光学计算领域，我们（中国）属于世界领先水平；而在超导量子计算领域，我们处于世界第一方阵。