加速10億倍！光學量子計算模擬時間大幅縮短

據26日發(fā)表在《科學進展》雜志上的論文，英國布里斯托大學量子研究人員聲稱，他們大大縮短了光學量子計算機的模擬時間，比以前的方法加速了大約10億倍。

量子計算機有望以指數級速度解決某些問題，并在藥物發(fā)現、電池新材料等諸多領域具有潛在應用。但量子計算仍處于早期階段，因此這些是長期目標。盡管如此，在構建有用設備的過程中仍會產生里程碑式的進展。目前受到廣泛關注的是“量子優(yōu)越性”，即量子計算機執(zhí)行的任務甚至超出了世界上最強大超級計算機的能力。

2020年12月，中國科技大學研制的“九章”光學量子計算機原型，在求解“高斯玻色采樣” (GBS)問題時，實現了“量子優(yōu)越性”——這項在200秒內完成的實驗如果用世界上最強大的超級計算機來模擬，需要6億年才能完成。

此次，英國布里斯托大學量子工程技術(QET)實驗室團隊與倫敦帝國理工學院和惠普企業(yè)的研究人員合作，將模擬時間縮短至僅幾個月，加速因子約為10億。

論文共同第一作者、倫敦帝國理工學院研究員、現牛津量子電路高級量子工程師布萊恩·貝爾說：“隨著研究人員開展更大規(guī)模的實驗，他們更渴求相對于經典模擬的‘量子優(yōu)越性’。我們的結果將提供一個重要的比較點，通過它來確定未來GBS實驗的計算能力。”

論文共同第一作者、QET實驗室博士生杰克·布爾默說，“這些‘量子優(yōu)越性’實驗代表了物理學和工程學的巨大成就。作為一名研究人員，理解這些實驗的計算復雜性出現在哪里是令人興奮的。我們對所取得的進步程度感到驚訝——你很少能聲稱取得了10億倍的進步!”

QET實驗室聯合主任安東尼·萊恩說：“這類工作至關重要，它幫助我們了解在開始解決影響所有人的清潔能源和醫(yī)療保健問題之前，(量子計算機)必須克服的障礙。”(記者張夢然)

總編輯圈點

人們一直期待著通過利用微觀物質的一些不可思議的性質，實現遠超現有計算機的計算速度。這個實現的途徑就是量子計算機——利用量子力學的性質去計算。按預測，量子計算機一旦實用化，會在很多領域取得革命性的成果，正因此，世界各國現在的研發(fā)競爭非常激烈。我們雖然不懂光學量子計算模擬時間加速十億倍是什么概念，但可以理解的是，在追尋真正超越現有計算機速度的量子計算機(也就是所謂“量子優(yōu)越性”)的路上踏出的每一步，都被認為具有劃時代的意義。

關鍵詞： 光學量子計算 模擬時間 大幅縮短 電池新材料