5月3日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士潘建偉在上海宣佈，中國科研團隊成功構(gòu)建光量子電腦，首次演示了超越早期經(jīng)典電腦的量子計算能力。值得一提的是，這次演示的光量子電腦是“世界首臺”，更是貨真價實的“中國造”，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事陸朝陽、朱曉波等，聯(lián)合浙江大學(xué)王浩華教授研究組共同攻關(guān)。

　　在此之前，潘建偉和同事一直保持著多光子糾纏態(tài)的世界紀(jì)錄，他們分別於2004年、2007年、2012年在國際上首次實現(xiàn)對五光子、六光子、八光子糾纏的操縱，並系統(tǒng)性地應(yīng)用於量子通信、量子計算等多個研究方向。此外，10個比特超導(dǎo)線路，也讓該團隊在超導(dǎo)體系打破了之前由谷歌、美國航太航空局和加州大學(xué)聖芭芭拉分校公開報道的9個超導(dǎo)量子比特的操縱。

　　量子電腦是指利用量子相干疊加原理，理論上具有超快的並行計算和模擬能力的電腦。曾有人打過一個比方：如果現(xiàn)在傳統(tǒng)電腦的速度是自行車，量子電腦的速度就好比飛機。使用億億次的“天河二號”超級電腦求解一個億億億變數(shù)的方程組，所需時間為100年。而使用一臺萬億次的量子電腦求解同一個方程組，僅需0.01秒。

　　潘建偉團隊實驗測試表明，此次構(gòu)建的光量子電腦原型機的取樣速度比國際同行類似的實驗加快至少24000倍，通過和經(jīng)典演算法比較，也比人類歷史上第一臺電子管電腦和第一臺電晶體電腦運作速度快10倍至100倍。

　　潘建偉説，這臺光量子電腦標(biāo)誌著我國在基於光子的量子電腦研究方面取得突破性進展，為最終實現(xiàn)超越經(jīng)典計算能力的量子計算奠定了堅實基礎(chǔ)。

　　據(jù)潘建偉介紹，研究團隊自主研發(fā)了10比特超導(dǎo)量子線路樣品，通過發(fā)展全局糾纏操作，成功實現(xiàn)了目前世界上最大數(shù)目的超導(dǎo)量子比特的糾纏和完整的測量。更進一步的是，研究團隊利用超導(dǎo)量子線路演示了求解線性方程組的量子演算法，證明了通過量子計算的並行性加速求解線性方程組的可行性。

　　2016年，潘建偉團隊首次成功實現(xiàn)“十光子糾纏”。多粒子糾纏操縱作為量子資訊處理基本能力的核心指標(biāo)，近年來一直是國際學(xué)界角逐的焦點。操縱的糾纏光子數(shù)目越多，量子資訊處理能力就會指數(shù)級增長，但同時實驗實現(xiàn)的難度也急劇增加。

　　這讓量子電腦的競爭異常激烈。谷歌、IBM和微軟等公司都已發(fā)佈自己的量子電腦研究計劃。谷歌進入量子計算的路徑是：極小的超導(dǎo)電路。原理是用一股無電阻電流沿電流回路來回振蕩，注入的微波信號使電流興奮，從而讓它進入疊加態(tài)。此前，谷歌研究員曾表示，計劃今年增加至 49 量子比特。IBM也在今年宣佈推出首個量子計算雲(yún)服務(wù)，這個平臺由5個量子位構(gòu)成。

　　在潘建偉看來，谷歌、IBM等公司擁有人才優(yōu)勢。尤其是谷歌，目前仍可以算是的量子電腦裏的領(lǐng)頭羊。但這次，研究團隊通過高精度脈衝控制和全局糾纏操作實現(xiàn)10比特量子態(tài)的成果，使中國在超導(dǎo)體系量子電腦研究領(lǐng)域也進入世界一流水準(zhǔn)行列。

　　根據(jù)計劃，潘建偉的研究團隊將在今年年底實現(xiàn)大約20個光量子比特的操縱，20個超導(dǎo)量子比特樣品的設(shè)計、製備和測試，量子電腦的速度將會成指數(shù)增長。