隨著量子物理裝置技術(shù)水平的快速發(fā)展，實現(xiàn)量子霸權(quán)似乎日益臨近。稱霸標(biāo)準(zhǔn)已成為量子計算領(lǐng)域最重要的科學(xué)問題之一。記者11日獲悉，國防科技大學(xué)吳俊杰團(tuán)隊與上海交通大學(xué)金賢敏合作，在國際上最先開啟了稱霸標(biāo)準(zhǔn)的研究。最近，《國家科學(xué)評論》在線發(fā)表了他們的研究成果，報道了玻色采樣案例的稱霸標(biāo)準(zhǔn)。
量子計算擁有的超越所有經(jīng)典計算機(jī)的計算能力被稱為量子霸權(quán)，但在物理實驗上，迄今還沒有任何一臺量子裝置在實際實驗中展現(xiàn)出這種能力。實現(xiàn)量子霸權(quán)，將代表超越經(jīng)典的量子計算能力從理論走進(jìn)實驗，標(biāo)志著一個新的計算能力飛躍時代的開始。
論文的作者之一劉雍介紹，玻色采樣問題是一種針對光子（玻色子）系統(tǒng)的量子霸權(quán)測試案例。理論上，經(jīng)典計算機(jī)求解玻色采樣需要指數(shù)量級計算時間，而量子計算只需要多項式量級計算時間。與此同時，相比通用量子計算，玻色采樣更容易實現(xiàn)。該項研究中，吳俊杰與金賢敏在“天河二號”超級計算機(jī)上完成了玻色采樣問題的核心難題——積和式的求解。實際測試的問題規(guī)模達(dá)到48個光子，并推斷出“天河二號”模擬50個光子的玻色采樣需要約100分鐘。也就是說，一旦實際的量子物理裝置實現(xiàn)了每組樣本100分鐘以內(nèi)50光子的玻色采樣，就在求解這個問題上超過了“天河二號”，實現(xiàn)了量子霸權(quán)。
劉雍指出，因為并不要求用于展示量子霸權(quán)的問題具有任何實際用途，實現(xiàn)量子霸權(quán)離實現(xiàn)實際的量子計算機(jī)尚有很大距離。多項稱霸標(biāo)準(zhǔn)的研究成果也表明，當(dāng)前實現(xiàn)量子霸權(quán)絕非易事。
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