世界首臺光量子電腦（組圖）

　　新華網上海5月4日電（王瑩）量子電腦是指利用量子相干疊加原理、理論上具有超快的並行計算和模擬能力的電腦。曾有人打過一個比方：如果現在傳統電腦的速度是自行車，量子電腦的速度就好比飛機。

　　由於量子計算的巨大潛在價值，歐美各國都在積極整合各方面研究力量和資源，開展協同攻關，同時，大型高科技公司如谷歌、微軟、IBM等也強勢介入量子計算研究。

　　據了解，目前，國際學術界在基於光子、超冷原子和超導線路這3種體系的量子計算技術發展上總體較為領先。也就是說，現在進展最快的有3類量子電腦：光量子電腦、超冷原子量子電腦、超導量子電腦。

　　近日，中國科學技術大學潘建偉教授及其同事陸朝陽、朱曉波等，聯合浙江大學王浩華教授研究組，在基於光子和超導體系的量子電腦研究方面取得了系列突破性進展。

　　在光學體系方面，研究團隊在去年首次實現十光子糾纏操縱的基礎上，利用高品品質子點單光子源構建了世界首臺超越早期經典電腦的單光子量子電腦。

　　據了解，多粒子糾纏的操縱作為量子計算的技術制高點，一直是國際角逐的焦點。潘建偉團隊在多光子糾纏領域始終保持著國際領先水準，並於2016年底把紀錄刷新至十光子糾纏。在此基礎上，團隊利用自主發展的綜合性能國際最優的量子點單光子源，通過電控可編程的光量子線路，構建了針對多光子“玻色取樣”任務的光量子計算原型機。

　　實驗測試表明，該原型機的“玻色取樣”速度不僅比國際同行類似的之前所有實驗加快至少24000倍，同時，通過和經典演算法比較，也比人類歷史上第一台電子管電腦（ENIAC）和第一台電晶體電腦（TRADIC）運作速度快10-100倍。

　　這是歷史上第一台超越早期經典電腦的基於單光子的量子模擬機，為最終實現超越經典計算能力的量子計算這一國際學術界稱之為“量子稱霸”的目標奠定了堅實的基礎。朝著這個目標，潘建偉研究團隊將計劃在今年年底實現大約20個光量子比特的操縱。

　　在超導體系方面，2015年，谷歌、美國航太航空局和加州大學聖芭芭拉分校宣佈實現了9個超導量子比特的高精度操縱。這個記錄在2017年被中國科學家團隊首次打破。

　　朱曉波、王浩華和陸朝陽、潘建偉等合作，自主研發了10比特超導量子線路樣品，通過高精度脈衝控制和全局糾纏操作，成功實現了目前世界上最大數目的超導量子比特的多體純糾纏，並通過層析測量方法完整地刻畫了十比特量子態。

　　研究團隊利用超導量子線路演示了求解線性方程組的量子演算法，證明了通過量子計算的並行性加速求解線性方程組的可行性。研究團隊正在致力於20個超導量子比特樣品的設計、製備和測試，並計劃於今年年底前發佈量子云計算平臺。

　 　　對於量子電腦的前景 ，潘建偉認為，“量子電腦可以實用化，未來全世界會有很多臺，但不需要家家都有。”在他看來，量子電腦可以和現有的經典電腦配合使用。以現有的手機終端為例，手機就是小型電腦，它要做成低溫的量子電腦，會很難、也沒有必要。“但你可以通過雲計算平臺，用手機把需要完成的計算任務送到雲端，讓後臺的量子電腦來完成。”

　　潘建偉表示，傳統電腦能算好的問題，量子電腦不需要再去介入。量子電腦瞄準的，是傳統電腦不能解決的難題。“比如玻色取樣對經典電腦太難了，量子電腦在這方面就顯得特別強大。”

　　據潘建偉介紹，當量子電腦實用化以後，將能解決密碼分析、氣象預報、藥物設計、金融分析、石油勘探、人工智慧、大數據等領域內的難題。