光學量子計算模擬時間大幅縮短 比以前的方法加速了大約10億倍

據26日發表在《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“量子優越性”，即量子計算機執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模的實驗，他們更渴求相對于經典模擬的‘量子優越性’。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療保健問題之前，(量子計算機)必須克服的障礙。”

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“量子優越性”)的路上踏出的每一步，都被認為具有劃時代的意義。(記者張夢然)