加速10億倍！光學(xué)量子計算模擬時間大幅縮短

據(jù)26日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的論文，英國布里斯托大學(xué)量子研究人員聲稱，他們大大縮短了光學(xué)量子計算機(jī)的模擬時間，比以前的方法加速了大約10億倍。

量子計算機(jī)有望以指數(shù)級速度解決某些問題，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。但量子計算仍處于早期階段，因此這些是長期目標(biāo)。盡管如此，在構(gòu)建有用設(shè)備的過程中仍會產(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”，即量子計算機(jī)執(zhí)行的任務(wù)甚至超出了世界上最強(qiáng)大超級計算機(jī)的能力。

2020年12月，中國科技大學(xué)研制的“九章”光學(xué)量子計算機(jī)原型，在求解“高斯玻色采樣” (GBS)問題時，實現(xiàn)了“量子優(yōu)越性”——這項在200秒內(nèi)完成的實驗如果用世界上最強(qiáng)大的超級計算機(jī)來模擬，需要6億年才能完成。

此次，英國布里斯托大學(xué)量子工程技術(shù)(QET)實驗室團(tuán)隊與倫敦帝國理工學(xué)院和惠普企業(yè)的研究人員合作，將模擬時間縮短至僅幾個月，加速因子約為10億。

論文共同第一作者、倫敦帝國理工學(xué)院研究員、現(xiàn)牛津量子電路高級量子工程師布萊恩·貝爾說：“隨著研究人員開展更大規(guī)模的實驗，他們更渴求相對于經(jīng)典模擬的‘量子優(yōu)越性’。我們的結(jié)果將提供一個重要的比較點(diǎn)，通過它來確定未來GBS實驗的計算能力。”

論文共同第一作者、QET實驗室博士生杰克·布爾默說，“這些‘量子優(yōu)越性’實驗代表了物理學(xué)和工程學(xué)的巨大成就。作為一名研究人員，理解這些實驗的計算復(fù)雜性出現(xiàn)在哪里是令人興奮的。我們對所取得的進(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實驗室聯(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，(量子計算機(jī))必須克服的障礙。”(記者張夢然)

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)，實現(xiàn)遠(yuǎn)超現(xiàn)有計算機(jī)的計算速度。這個實現(xiàn)的途徑就是量子計算機(jī)——利用量子力學(xué)的性質(zhì)去計算。按預(yù)測，量子計算機(jī)一旦實用化，會在很多領(lǐng)域取得革命性的成果，正因此，世界各國現(xiàn)在的研發(fā)競爭非常激烈。我們雖然不懂光學(xué)量子計算模擬時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)有計算機(jī)速度的量子計算機(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)為具有劃時代的意義。

關(guān)鍵詞： 光學(xué)量子計算 模擬時間 大幅縮短 電池新材料