在今年6月的时候EDN电子技术设计报道了“九章”系列光量子计算机的进展，中国科学技术大学的研究团队基于“九章”光量子计算原型机完成了对“稠密子图”和“Max-Haf”两类图论问题的求解，相比全球最快超级计算机使用当前最优经典算法精确模拟同一实验的速度快约1.8亿倍，而今“九章”系列光量子计算机又迎来新的突破。
10月11日，中国科学技术大学中国科学院量子创新研究院与上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，成功构建了255个光子的量子计算原型机“九章三号”，再度刷新了光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录，相关成果以“Gaussian Boson Sampling with Pseudo-Photon-Number-Resolving Detectors and Quantum Computational Advantage”为题发表在国际知名学术期刊《物理评论快报》。
实验装置示意图
量子计算是后摩尔时代的一种新的计算范式，它在原理上具有超快的并行计算能力，可望通过特定量子算法在一些具有重大社会和经济价值的问题方面相比经典计算机实现指数级别的加速。因而，研制量子计算机是当前世界科技前沿的最大挑战之一。
光量子计算的国际竞争态势
面对国际上“量子计算优越性”白热化的竞争，该团队在理论上首次发展了包含光子全同性的新理论模型，实现了更精确的理论与实验的吻合；同时，发展了完备的贝叶斯验证和关联函数验证，全面排除了所有已知的经典仿冒算法，为量子计算优越性提供了进一步数据支撑。在技术上，研制了基于光纤时间延迟环的超导纳米线探测器，把多光子态分束到不同空间模式并通过延时把空间转化为时间，实现了准光子数可分辨的探测系统。
该研究团队所研究的时空解复用的光子探测新方法，以及高保真度的准光子数可分辨探测器，提升了光子操纵水平和量子计算复杂度。根据公开正式发表的最优经典精确采样算法，“九章三号”处理高斯玻色取样的速度比上一代“九章二号”提升一百万倍，比目前全球最快的超级计算机快一亿亿倍，“九章三号”在百万分之一秒时间内所处理的最高复杂度的样本，需要当前最强的超级计算机“前沿”（Frontier）花费超过二百亿年的时间。
九章三号的计算复杂度需要花费超级计算机的时间
量子计算优越性的研究是一个复杂而富有挑战性的工作，量子计算硬件与经典算法之间存在着长期竞争，“九章三号”的实现进一步巩固了我国在光量子计算领域的国际领先地位。
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