記者10月26日從中國科學技術大學獲悉，該校科研團隊在超導量子和光量子兩種系統的量子計算方面雙雙取得重要進展，使我國成為現時世界上唯一在兩種物理體系達到“量子計算優越性”里程碑的國家。

量子計算被認為可能是下一代資訊革命的關鍵技術。大規模量子電腦的物理實現，是世界科技前沿的重大挑戰之一。量子電腦對特定問題的求解超越超級電腦，即量子計算優越性。基於超導比特的隨機線路取樣和基於光子的玻色取樣，均是實驗展示量子計算優越性的兩種重要方案。

中科大中科院量子資訊與量子科技創新研究院潘建偉、朱曉波、彭承志等組成的研究團隊與中科院上海科技物理研究所合作，構建了66比特可程式設計超導量子計算原型機“祖沖之二號”，實現了對“量子隨機線路取樣”任務的快速求解。這是我國繼光量子計算原型機“九章”後，在超導量子比特體系首次達到“量子計算優越性”里程碑。

根據現有理論，“祖沖之二號”處理的量子隨機線路取樣問題的速度比現時最快的超級電腦快7個數量級，計算複雜度比穀歌公開報導的53比特超導量子計算原型機“懸鈴木”提高了6個數量級。相關論文日前發表在國際權威學術期刊《物理評論快報》和《科學通報》上。

據悉，潘建偉、朱曉波、彭承志等長期瞄準超導量子計算領域，於2021年5月構建了當時國際上量子比特數目最多的62比特超導量子計算原型機“祖沖之號”，並實現了可程式設計的二維量子行走。在此基礎上，團隊採用全新的倒裝焊3D封裝工藝，解决了大規模比特集成的問題，研製成功“祖沖之二號”。

此外，潘建偉、陸朝陽、劉乃樂等人與中科院上海微系統與資訊技術研究所、國家平行電腦工程技術研究中心合作，近期成功構建量子計算原型機“九章二號”，再次重繪國際上光量子操縱的科技水准。10月26日，《物理評論快報》發表了該研究成果。著名量子物理學家、加拿大卡爾加里大學教授巴裏·桑德斯認為，這是“令人激動的實驗傑作”。

潘建偉團隊一直在光量子資訊處理方面處於國際領先水準。2020年，該團隊成功構建76個光子的量子計算原型機“九章”，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，於近期成功研製113個光子144模式的量子計算原型機“九章二號”。“九章二號”的算力實現巨大提升，其在高斯玻色取樣問題上的處理速度比全球最快的超級電腦快一千萬倍，比“九章”快100億倍。全球“最快超算”需30萬億年可算出的問題，“九章二號”只需1毫秒即可解决。

研究人員希望這個工作能够繼續激發更多的經典算灋類比方面的工作，也預計將來會有提升的空間，最終產生經典電腦無法企及的算力。