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中国科学技术大学的一个研究小组在被誉为计算里程碑的过程中，凭借一种能够操纵微小光粒子的装置，实现了量子至上。

这个被称为“久章”的系统进行了一种称为“高斯玻色子采样”的量子计算，这对传统计算机来说是难以处理的。当一个量子装置被证明能够完成一项经典计算机认为不可能完成或耗时太长的任务时，量子优势就实现了。

而久章仅用200秒就实现了高斯玻色子采样，研究人员估计，同样的计算需要https://www.zdnet.com/article/the-worlds-faster-supercomputers-are-still-getting-faster-but-its-taking-them-longer/“target=”Βblank“>世界上最快的超级计算机，Fugaku，6亿年前才完成。

量子霸权以前只被宣称过一次。去年，谷歌的研究人员https://www.zdnet.com/article/google-weve-made-quantum-supremacy-breakthrough-with-54-qubit-sycamore-chip/研究人员称，“>根据a测试结果，”>处理器可以在200秒内运行，世界上最大的超级计算机需要一万年才能完成。

量子位具有前所未有的计算能力，因为它们能够以双量子态存在，因此可以同时进行许多计算。研究人员预计，配备足够稳定的量子位，量子计算机将重组行业从人工智能到通过运输和供应链融资。这项挑战的关键在于创造和维持足够的量子位，以使量子计算机变得有用，而且有不同的方法来做到这一点。例如，谷歌开发的量子技术与久章的设置完全不同：搜索巨头谷歌则在投资金属基超导量子比特。

这也是IBM首选的量子技术，两家科技巨头都在超导电路上投入大量资金，推动量子计算研究。

为了使超导量子比特保持可控，它们需要保持在非常冷的温度下，比深空更冷。不用说，使之实用化仍然是一个重要的障碍。量子比特对外界环境的极度敏感也意味着很难扩大器件的规模。

九章操纵光子，而不是金属粒子。这个装置是专门为它所执行的量子任务——高斯玻色子取样而建造的，它包括模拟和预测光子的不稳定行为。

这项任务包括将光粒子注入到一个由分束器和反射镜组成的网络中，在到达不同的输出端口之前，光子可以选择多种路径通过。然而，光子具有奇怪的量子特性，使问题复杂化：没有办法确定地知道他们将选择哪种方式。更重要的是，如果两个完全相同的光子同时撞击到分束器上，它们会粘在一起，沿着相同的随机选择的路径行进。

所有这些都使得经典计算机很难识别光子的行为模式，并根据粒子的形态来预测光子的输出配置输入。随着更多光子的加入，计算的难度也成倍增加，这意味着高斯玻色子取样装置很难扩大规模。

德国帕德伯恩大学（Paderborn University）集成量子光学教授克里斯汀·西尔伯霍恩（Christine Silberhorn）多年来一直致力于高斯玻色子取样。”她告诉ZDNet说：“这个计划有其自身的挑战扩大系统规模是很困难的，因为所有的组件都必须为量子实验而设计，而且它们必须精确地协同工作。此外，它还需要对非常大的数据集进行检测和处理。”

研究人员为九章配备了300个分束器和75个反射镜，并说他们在实验中成功地测量到了76个光子——这些光粒子足以使经典计算机难以进行计算。

破解高斯玻色子采样方程的用处有限。事实上，目前为止，这项实验所做的仅仅是证明了九章在解决一个非常具体的任务——模拟光子不可预测的行为——方面比传统计算机好。然而，这并不意味着，一台大规模的量子计算机将很快建成来解决现实生活中的问题。

这项实验的价值在于证明了基于光的量子计算机可能与基于物质的同类计算机一样有前途，到目前为止，由于大技术公司的兴趣，这种计算机已经占据了大部分的头条新闻。”“这个实验对于基于线性光学系统的量子模拟来说是一个重要的里程碑式的实验，”Silberhorn说它展示了利用光子进行可伸缩量子计算的巨大潜力。”

研究人员最近对光子量子计算机产生了兴趣，因为光粒子即使在不受控制的环境中也必须保持稳定。与基于超导量子位的器件不同，光子不需要极端制冷，理论上可以更快地放大。伦敦帝国理工学院实验物理系主任伊恩·沃尔姆斯利（Ian Walmsley）对ZDNet说：“美国科大集团报告的玻色子取样实验是一次真正的旅行，它说明了光子学作为量子技术平台的潜力。”这是在发展中真正向前迈出的一步利用量子物理的力量来完成当前技术不可能完成的任务的技术。”

因此，中国科学技术大学的研究小组所取得的新里程碑，可能会给正在进行的量子技术建设竞赛带来新的动力。谷歌和IBM只是财大气粗的公司中对开发量子计算机感兴趣的两个例子https://www.zdnet.com/article/quantum-computers-are-coming-get-ready-for-them-to-change-everything/“target=”丰富的生态系统正在以的速度增长，为空间带来新的创新。

此外对于工业参与者来说，民族国家对发展量子技术表现出了强烈的兴趣。例如，中国政府在这一领域投入巨资。事实上，潘建伟领导的九章研究小组，也是最近实现量子密钥分配的量子密码学突破的幕后黑手https://www.zdnet.com/article/what-is-the-quantum-internet-everything-you-need-to-know-about-the-weird-future-of-quantum-networks/打破5英里的记录href=“/article/climate change why it it could to cut on new gadgets and hd streams/”data omniture track=“moduleClick”data omniture track data='{“moduleInfo”：“更多来自作者”，“pageType”：“article”}>气候变化：为什么现在是时候减少新的小工具和高清流了

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2023-03-22 10:04:24