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中科大光量子核算发展态空间维数进步百亿倍

九台A网  2020-06-28 18:20:03

(原标题:光量子核算:态空间维数进步百亿倍)

科技日报合肥12月24日电(记者吴长锋)记者从我国科学技术大学得悉,该校潘建伟、陆向阳等与中外协作者协作,在世界上初次完成了20光子输入60×60方式干与线路的玻色取样量子核算,输出了复杂度相当于48个量子比特的希尔伯特态空间,其维数高达370万亿。这个作业一起在光子数、方式数、核算复杂度和态空间4个要害指标上都大幅逾越之前的世界纪录,其间,态空间维数比世界同行之前的光量子核算试验高百亿倍。研讨论文日前以“修改引荐”方式发表于《物理谈论快报》上。

研发量子核算机已成为前沿科学的最大应战之一,其间,量子核算研讨的第一个阶段性方针是完成“量子核算优越性”(也称“量子霸权”),即研发出量子核算原型机在特定使命的求解方面逾越经典的超级核算机。使用超导量子比特完成随机线路取样和使用光子完成玻色取样是现在世界学术界公认的演示量子核算优越性的两大途径。

面向这一战略方针,在前期作业基础上,我国科大研讨组使用自主开展的世界最高功率和最高质量单光子源、规划最大和最高透过率的多通道光学干与仪,成功完成了20光子输入60×60方式干与线路的玻色取样试验。与世界同行的相似作业比较,试验成功操作的单光子数增加了5倍,方式数增加了5倍,取样速率进步了6万倍,输出态空间维数进步了百亿倍。其间,因为多光子高方式特性,输出态空间达到了370万亿维数,这等效于48个量子比特打开的希尔伯特空间。因而,试验初次将玻色取样推进到一个全新的区域:无法经过经典核算机直接全面验证该玻色取样量子核算原型机,朝着演示量子核算优越性的科学方针迈出了要害的一步。

审稿人点评该作业“在处理要害问题上迈出了重要几步”、是“一个巨大的腾跃”。美国物理学会Physics网站总结指出:“这在某种程度上预示着量子核算范畴的一个里程碑:挨近经典核算机不能模拟量子系统的境地。”


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