原标题:量子计算机有多牛?“祖冲之号”采样1.2小时等于超算8年
“我们估计‘祖冲之号’在1.2小时内完成的采样任务,最强大的超级计算机至少需要8年的时间。”6月28日,中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟的团队在arXiv平台上传题为“Strong quantum computational advantage using a superconducting quantum processor”(使用超导量子处理器具备强大的量子计算优势)的论文预印版中写道。
潘建伟团队称,为了证明量子计算的优越性,用高精度的控制将量子位扩展到大量量子位是必不可少的。该团队开发了一个二维可编程超导量子处理器——祖冲之号,它是由66个功能量子比特组成的可调谐耦合结构,这比之前的原型机增加了4个量子比特。
“我们使用随机量子电路采样作为衡量量子处理器整体能力的指标。”潘建伟团队表示,实验结果表明,该处理器能够仅用56个量子比特、20个周期,就完成相关采样任务。二维超导量子比特芯片示意图, 每个橘色十字代表一个量子比特。 来源:中科大网站
潘建伟团队称,该实验明确建立了一个计算任务,量子计算机可以在1.2小时内完成,但对于任何超级计算机来说,至少需要一个不合理的时间(but will take at least an unreasonable time for any supercomputers.)。
澎湃新闻注意到,祖冲之号于今年5月研制成功,相关研究成果于2021年5月7日在线发表在国际学术期刊《科学》杂志上。
中国科学院量子信息与量子科技创新研究院官网刊文介绍称,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一些具有重大社会和经济价值的问题方面(如密码破译、大数据优化、材料设计、药物分析等)相比经典计算机实现指数级别的加速。
当前,量子计算机研制作为
世界科技前沿的重大挑战之一
,已经成为欧美各发达国家竞相角逐的焦点。超导量子计算,作为最有希望实现可拓展量子计算的候选者之一,其
核心目标是
如何同步地
增加
所集成的量子比特
数目
以及
提升
超导量子比特
性能
,从而能够高精度相干
操控更多
的
量子比特
,实现对特定问题
处理速度
上的
指数加速
,并最终
应用于实际问题
中。
上述文章称,潘建伟、朱晓波、彭承志等长期瞄准超导量子计算的上述核心目标,取得了一系列重要进展。近期,该团队在自主研制二维结构超导量子比特芯片的基础上,成功构建了国际上超导量子比特数目最多、包含62个比特的可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”,并在该系统上成功进行了二维可编程量子行走的演示。此外,基于“祖冲之号”量子计算原型机的二维可编程量子行走在量子搜索算法、通用量子计算等领域具有潜在应用,将是后续发展的重要方向。上述项目受到了中国科学院、安徽省、科技部、上海市和基金委的支持。