國際領(lǐng)先！“天河二號”算出量子霸權(quán)標準

谷歌近日發(fā)表于《自然》雜志的論文宣布實現(xiàn)了量子霸權(quán)。記者4日獲悉，在國際上率先開啟稱霸標準研究的、國防科技大學計算機學院吳俊杰帶領(lǐng)的QUANTA團隊，聯(lián)合信息工程大學等國內(nèi)外科研機構(gòu)，提出了量子計算模擬的新算法。該算法在“天河二號”超級計算機上的測試性能達到國際領(lǐng)先水平，谷歌的工作也引用了這項結(jié)果的預印版論文。當?shù)貢r間4日，國際權(quán)威期刊《物理評論快報》正式在線發(fā)表了該成果。

量子霸權(quán)，代表量子計算裝置在特定測試案例上表現(xiàn)出超越所有經(jīng)典計算機的計算能力，實現(xiàn)量子霸權(quán)是量子計算發(fā)展的重要里程碑。評測稱霸標準，需要高效的、運行于經(jīng)典計算機的量子計算模擬器。在后量子霸權(quán)時代，這種模擬器還會成為加速量子計算科學研究的重要工具。

論文作者、博士研究生劉雍介紹，量子計算模擬的實際難度，并不完全依賴于量子比特的數(shù)目或量子門的數(shù)目，而是取決于運算過程中量子態(tài)的復雜程度——量子糾纏度。該項研究提出了一種依賴于量子糾纏度的模擬算法，開發(fā)了通用量子線路模擬器，并在“天河二號”超級計算機上完成了量子霸權(quán)測試案例——隨機量子線路采樣問題的模擬，實際測試了49、64、81、100等不同數(shù)目量子比特在不同量子線路深度下的問題實例，計算性能達到國際領(lǐng)先水平。

劉雍指出，量子霸權(quán)的實現(xiàn)并非量子計算研究的終點，而是量子計算發(fā)展的起點。除了繼續(xù)提升量子計算物理系統(tǒng)的性能外，有噪聲系統(tǒng)中的量子算法、量子糾錯等都將成為量子計算下一階段的研究重點。

據(jù)悉，該項研究獲得了中國長城量子實驗室、國家超級計算廣州中心、國家自然科學基金委等單位的支持。 （記者張強）