世界首臺超越早期經典電腦的光量子電腦已在中國誕生，中科院量子資訊和量子科技創新研究院5月3日在上海發佈的這個消息驚動了世界。
這是一台什麼樣的電腦？傳説中可“秒殺”現有電腦的量子電腦何時能走入現實？請看《經濟日報》記者從上海發回的報道。
中國量子：奠定“量子稱霸”基礎
什麼是量子電腦？當某個物理裝置運算、存儲和處理的是量子資訊，運作的是量子演算法時，它就是量子電腦。
量子電腦是國際研究熱點，世界各國的科學家們為之設計了多種技術實現路徑，其中，國際學術界在基於光子、超冷原子和超導線路這3種體系的量子計算技術發展上總體較為領先。也就是説，現在進展最快的有3類量子電腦：光量子電腦、超冷原子量子電腦、超導量子電腦。
我國科學家5月3日發佈的量子電腦成果，其實是兩個，分別屬於光量子電腦和超導量子電腦範疇。
在光量子電腦領域，中國科學技術大學潘建偉院士、陸朝陽教授領導的團隊，研製出一種操控5個粒子（即5個光量子比特）的光量子計算原型機，在完成“玻色取樣”任務時，它的速度不僅比國際同行之前所有類似實驗的最高紀錄加快至少24000倍，同時，通過和經典演算法比較，也比人類歷史上第一台電子管電腦ENIAC和第一台電晶體電腦TRADIC的運作速度快10倍—100倍。
“玻色取樣”是計算複雜度隨著粒子數的增加而指數增長的一類數學問題，特別適合用量子電腦來計算。
“與我們這臺超越早期經典電腦的量子計算原型機比起來，之前報道過的同類量子電腦只是沒法實用的遊戲機。”潘建偉説。
5月2日，該研究成果以長文的形式線上發表于《自然·光子學》。審稿人評價稱，中國科學家“建造出了第一代量子電腦，是量子電腦中的ENIAC”（ENIAC是人類歷史上第一台電子管電腦）。
國際學術界將量子電腦計算能力超過現有經典超級電腦的目標，稱為“量子稱霸”。中國的這臺光量子電腦，是人類歷史上第一台超越早期經典電腦的光量子模擬機，為人類最終實現“量子稱霸”目標奠定了堅實基礎。
“玻色取樣”任務中，目前最快的超級電腦能處理約45個粒子。“我們計劃在今年年底實現大約20個光量子比特的操縱，對玻色取樣問題的計算能力就能超越現有最好的商用CPU電子電腦。”潘建偉説。
在超導量子電腦領域，我國科學家也取得了重大突破。
在超導體系，2015年，谷歌、美國航空航太局和加州大學聖芭芭拉分校宣佈實現了9個超導量子比特的高精度操縱。這個記錄在2017年被中國科學家團隊首次打破。中國科學技術大學教授朱曉波、浙江大學教授王浩華的研究團隊和陸朝陽、潘建偉等合作，自主研發了10比特超導量子線路樣品，成功實現了目前世界上最大數目的超導量子比特的多體純糾纏，並通過層析測量方法完整地刻畫了10比特量子態。
“簡單地説，我們做出了10個量子的超導量子電腦CPU晶片，並用它演示了求解線性方程組的量子演算法，證明了通過量子計算的並行性加速求解線性方程組的可行性。”朱曉波告訴記者，相關量子演算法的成果已經過審，即將發表于《物理評論快報》。目前研究團隊正在致力於20個超導量子比特樣品的設計、製備和測試，並計劃於今年年底前發佈量子云計算平臺。
