光量子计算机诞生 全球首个光量子计算机中科院、阿里巴巴共同研发 - 全文

5月 3日，科技界迎来了一个振奋人心的消息：世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生。这标志着我国的量子计算机研究领域已迈入世界一流水平行列。据悉，该光量子计算机是由中科大、中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室、浙江大学、中科院物理所等协同完成参与研发的，是货真价实的“中国造”。

量子计算机是指利用量子相干叠加原理，理论上具有超快的并行计算和模拟能力的计算机。如果将传统计算机比作自行车，量子计算机就好比飞机。使用亿亿次的“天河二号”超级计算机求解一个亿亿亿变量的方程组，所需时间为100年。而使用一台万亿次的量子计算机求解同一个方程组，仅需0.01秒。

中国科学技术大学潘建伟院士今天上午在上海宣布：世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生，这个“世界首台”是货真价实的“中国造”。属中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等，联合浙江大学王浩华教授研究组攻关突破的成果。我国科研团队成功构建的光量子计算机，首次演示了超越早期经典计算机的量子计算能力。

量子计算机是指利用量子相干叠加原理，理论上具有超快的并行计算和模拟能力的计算机。曾有人打过一个比方：如果现在传统计算机的速度是自行车，量子计算机的速度就好比飞机。使用亿亿次的“天河二号”超级计算机求解一个亿亿亿变量的方程组，所需时间为100年。而使用一台万亿次的量子计算机求解同一个方程组，仅需0.01秒。

例如，一台操纵50个微观粒子的量子计算机，对特定问题的处理能力可超过目前最快的“神威·太湖之光”超级计算机。实验测试表明，该原型机的取样速度比国际同行类似的实验加快至少24000倍，通过和经典算法比较，也比人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机运行速度快10倍至100倍。

潘建伟说，这是历史上第一台超越早期经典计算机的基于单光子的量子模拟机，为最终实现超越经典计算能力的量子计算奠定了基础。5月2日，该研究成果以长文的形式在线发表于《自然光子学》。

据中科院院士潘建伟介绍，研究团队在2016年首次实现十光子纠缠操纵的基础上，构建出光量子计算原型机，该原型机的“玻色取样”速度比业界快了2.4万倍。通过和经典算法比较发现，这台光量子计算原型机比人类首台电子管计算机(ENIAC)和首台晶体管计算机(TRADIC)运行速度提高10至100倍。预计在2017年底，研究团队将实现约20个光量子比特的操纵。

此外，在超导体系，该研究团队打破了由美国保持的9个量子比特操纵记录，自主研发了10比特超导量子线路样品，成功实现了目前世界上最大数目的超导量子比特的多体纯纠缠，并通过层析测量方法完整地刻画了10比特量子态。

记者了解到，两年前，阿里巴巴和中科院合作成立了亚洲首个量子计算实验室，开展在量子信息科学领域的前瞻性研究，探索超越经典计算机的下一代超快计算技术。双方很快就取得了优异的成绩，将量子计算从学术带到了现实世界。在今年3月的深圳云栖大会上，阿里云公布了全球首个云上量子加密通讯案例，通过建立多个量子安全传输域，为客户提供无条件安全数据传输服务。

在不久前的一场技术大会上，马云宣布启动阿里巴巴的“NASA计划”，并表示“现在所研究的目标是为了解决10年、20年后的困难”。阿里巴巴方面称，量子计算就是阿里巴巴解决20年后计算资源稀缺的秘密武器。

预计到 2025 年，量子计算将达到当今世界最快的超级计算机的水平，将应用于一些目前无法解决的重大科技难题。