255个光子的量子计算原型机“九章三号”PPT

引言近年来，随着量子计算技术的发展，量子计算机的算力不断提升，逐渐成为解决复杂问题的新工具。中国科学技术大学潘建伟教授及其同事使用76个光子构建了一个量子...

引言近年来，随着量子计算技术的发展，量子计算机的算力不断提升，逐渐成为解决复杂问题的新工具。中国科学技术大学潘建伟教授及其同事使用76个光子构建了一个量子计算原型机“九章”，在2020年证明了量子计算机在处理特定问题时比传统计算机快上亿亿亿倍。“九章”系列量子计算机“九章”量子计算机按照“贪心算法”选取了5000万个样本，用传统计算机模拟这5000万个样本需要6亿年，但是“九章”只用了200秒就完成了。潘建伟团队证明了量子计算机确实比超级计算机快，而且快亿亿亿倍。潘建伟团队表示，目前“九章”量子计算原型机所处理的“哥本哈根”版本的“玻色取样”问题，是比“九章”更强大的通用量子计算机最终将要处理的问题。而此次新研制的“九章三号”量子计算原型机，采用全新的光量子计算架构，相比于前一代设备，其运行速度预计将提升一个数量级。“九章三号”的升级相比于之前的九章二号，九章三号在光子数、时间、运行速度等方面都有提升。光子数从之前报道的76个升级到了255个时间相比于之前的几小时、几分钟，现在执行一个任务的时间只需要几十秒运行速度以经典计算机来比喻相当于从经典计算机提升到超算中心的速度，实现了“量子优越性”此外，在之前基于里德堡原子光学系统实现光子-原子相互作用的过程中，光子能量大约在几百毫电子伏特。而在“九章三号”中，通过采用超导近红外单光子源产生光子，其能量大约在几个电子伏特，使得光子能量与原子能级跃迁更加匹配，这样就能够通过调谐滤波和改变波长的手段消除光源波长随时间变化波动对光源质量的影响因素，提高稳定性和光源的质量。总体来说，“九章三号”实现了一个数量级的提升。“九章三号”的应用“九章三号”作为一台量子计算原型机，具有一些潜在的应用场景。例如，量子化学计算可以提供精确的分子结构和反应能垒；金融科技中也会大量运用量子算法辅助资产分配、预测市场动荡；在一些数学难题方面也会涉及到相关的技术突破，例如圆周率算法。这些都是有可能在未来被量子计算所赋能的领域。结语“九章三号”的成功研制表明了我国在量子计算领域的研究实力正在逐步增强。未来，“九章三号”还将用于量子互联网等前沿研究领域。虽然我们还不能明确确定量子互联网会以怎样的形式呈现、扮演什么角色、为人们生活带来什么改变，但无疑给了科学家探索这些未知问题的无限可能。