5月3日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中國(guó)科學(xué)院院士潘建偉在上海宣佈，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建光量子電腦，首次演示了超越早期經(jīng)典電腦的量子計(jì)算能力。值得一提的是，這次演示的光量子電腦是“世界首臺(tái)”，更是貨真價(jià)實(shí)的“中國(guó)造”，由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事陸朝陽(yáng)、朱曉波等，聯(lián)合浙江大學(xué)王浩華教授研究組共同攻關(guān)。

　　在此之前，潘建偉和同事一直保持著多光子糾纏態(tài)的世界紀(jì)錄，他們分別於2004年、2007年、2012年在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)對(duì)五光子、六光子、八光子糾纏的操縱，並系統(tǒng)性地應(yīng)用於量子通信、量子計(jì)算等多個(gè)研究方向。此外，10個(gè)比特超導(dǎo)線(xiàn)路，也讓該團(tuán)隊(duì)在超導(dǎo)體系打破了之前由谷歌、美國(guó)航太航空局和加州大學(xué)聖芭芭拉分校公開(kāi)報(bào)道的9個(gè)超導(dǎo)量子比特的操縱。

　　量子電腦是指利用量子相干疊加原理，理論上具有超快的並行計(jì)算和模擬能力的電腦。曾有人打過(guò)一個(gè)比方：如果現(xiàn)在傳統(tǒng)電腦的速度是自行車(chē)，量子電腦的速度就好比飛機(jī)。使用億億次的“天河二號(hào)”超級(jí)電腦求解一個(gè)億億億變數(shù)的方程組，所需時(shí)間為100年。而使用一臺(tái)萬(wàn)億次的量子電腦求解同一個(gè)方程組，僅需0.01秒。

　　潘建偉團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，此次構(gòu)建的光量子電腦原型機(jī)的取樣速度比國(guó)際同行類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)加快至少24000倍，通過(guò)和經(jīng)典演算法比較，也比人類(lèi)歷史上第一臺(tái)電子管電腦和第一臺(tái)電晶體電腦運(yùn)作速度快10倍至100倍。

　　潘建偉説，這臺(tái)光量子電腦標(biāo)誌著我國(guó)在基於光子的量子電腦研究方面取得突破性進(jìn)展，為最終實(shí)現(xiàn)超越經(jīng)典計(jì)算能力的量子計(jì)算奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　據(jù)潘建偉介紹，研究團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了10比特超導(dǎo)量子線(xiàn)路樣品，通過(guò)發(fā)展全局糾纏操作，成功實(shí)現(xiàn)了目前世界上最大數(shù)目的超導(dǎo)量子比特的糾纏和完整的測(cè)量。更進(jìn)一步的是，研究團(tuán)隊(duì)利用超導(dǎo)量子線(xiàn)路演示了求解線(xiàn)性方程組的量子演算法，證明了通過(guò)量子計(jì)算的並行性加速求解線(xiàn)性方程組的可行性。

　　2016年，潘建偉團(tuán)隊(duì)首次成功實(shí)現(xiàn)“十光子糾纏”。多粒子糾纏操縱作為量子資訊處理基本能力的核心指標(biāo)，近年來(lái)一直是國(guó)際學(xué)界角逐的焦點(diǎn)。操縱的糾纏光子數(shù)目越多，量子資訊處理能力就會(huì)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，但同時(shí)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的難度也急劇增加。

　　這讓量子電腦的競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。谷歌、IBM和微軟等公司都已發(fā)佈自己的量子電腦研究計(jì)劃。谷歌進(jìn)入量子計(jì)算的路徑是：極小的超導(dǎo)電路。原理是用一股無(wú)電阻電流沿電流回路來(lái)回振蕩，注入的微波信號(hào)使電流興奮，從而讓它進(jìn)入疊加態(tài)。此前，谷歌研究員曾表示，計(jì)劃今年增加至 49 量子比特。IBM也在今年宣佈推出首個(gè)量子計(jì)算雲(yún)服務(wù)，這個(gè)平臺(tái)由5個(gè)量子位構(gòu)成。

　　在潘建偉看來(lái)，谷歌、IBM等公司擁有人才優(yōu)勢(shì)。尤其是谷歌，目前仍可以算是的量子電腦裏的領(lǐng)頭羊。但這次，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)高精度脈衝控制和全局糾纏操作實(shí)現(xiàn)10比特量子態(tài)的成果，使中國(guó)在超導(dǎo)體系量子電腦研究領(lǐng)域也進(jìn)入世界一流水準(zhǔn)行列。

　　根據(jù)計(jì)劃，潘建偉的研究團(tuán)隊(duì)將在今年年底實(shí)現(xiàn)大約20個(gè)光量子比特的操縱，20個(gè)超導(dǎo)量子比特樣品的設(shè)計(jì)、製備和測(cè)試，量子電腦的速度將會(huì)成指數(shù)增長(zhǎng)。