中新社合肥6月7日電 (記者 吳蘭)記者7日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、陸朝陽、劉乃樂等組成的研究團(tuán)隊近日基于“九章”光量子計算原型機(jī)，進(jìn)行兩類圖論問題的求解，實驗速率相比全球最快超級計算機(jī)快約1.8億倍。

　　相關(guān)論文近日以“編輯推薦”的形式發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》(Physical Review Letters)上。該研究成果系首次在具有量子計算優(yōu)越性的光量子計算原型機(jī)上開展的面向具有應(yīng)用價值問題的實驗研究。

　　該研究基于“九章”光量子計算原型機(jī)完成了對“稠密子圖”和“Max-Haf”兩類圖論問題的求解，通過實驗和理論研究了“九章”處理這兩類圖論問題為搜索算法帶來的加速。據(jù)悉，這兩類圖論問題在數(shù)據(jù)挖掘、生物信息、網(wǎng)絡(luò)分析等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。

　　量子計算機(jī)的物理實現(xiàn)是當(dāng)前科技前沿的重大挑戰(zhàn)之一。國際學(xué)術(shù)界對量子計算的實驗發(fā)展制定了三步走的路線圖，其中第一步是實現(xiàn)“量子計算優(yōu)越性”。“量子計算優(yōu)越性”是指通過高精度的操縱近百個物理比特，高效求解超級計算機(jī)無法在合理時間內(nèi)解決的特定高復(fù)雜度數(shù)學(xué)問題。

　　2019年底，美國谷歌公司利用超導(dǎo)量子比特宣布實現(xiàn)“量子計算優(yōu)越性”，但隨之經(jīng)典模擬算法實現(xiàn)反超，谷歌的這一宣稱受到挑戰(zhàn)。2020年，中國科大潘建偉團(tuán)隊成功構(gòu)建了76個光子100個模式的高斯玻色取樣量子計算原型機(jī)“九章”，首次達(dá)到基于光子的“量子計算優(yōu)越性”里程碑。2021年，潘建偉團(tuán)隊進(jìn)一步成功研制了“祖沖之二號”和“九章二號”，使得中國成為唯一在兩種技術(shù)路線都達(dá)到了“量子計算優(yōu)越性”的國家。

　　只有在實現(xiàn)“量子計算優(yōu)越性”的基礎(chǔ)上，量子計算應(yīng)用的實驗研究才有望帶來量子加速。因此，國際學(xué)術(shù)界下一階段的一個重要科研目標(biāo)就是探索利用量子計算原型機(jī)演示具有實用價值問題的求解。

　　近期，潘建偉團(tuán)隊在繼續(xù)發(fā)展更高質(zhì)量和更強(qiáng)拓展性的光量子計算原型機(jī)的同時，開展了將“九章”所執(zhí)行的高斯玻色采樣任務(wù)應(yīng)用于圖論問題的研究探索。

　　工作中，研究人員首次利用“九章”執(zhí)行的高斯玻色采樣來加速隨機(jī)搜索算法和模擬退火算法對圖論問題的求解。研究人員在實驗中使用了超過20萬個80光子符合計數(shù)樣本，相比全球最快超級計算機(jī)使用當(dāng)前最優(yōu)經(jīng)典算法精確模擬該實驗的速率快約1.8億倍。(完)