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上海，5月3日(科学日报)——世界上第一台超越早期经典计算机的光学量子计算机于3日在上海揭幕。首次成功实现了10个超导量子比特的纠缠。中国科学家再次站在创新的前沿。中国科学技术大学潘剑伟院士和他的同事卢朝扬、朱晓波，以及浙江大学王浩华的研究团队，在去年首次实现10光子纠缠操纵的基础上，建立了基于单光子的量子计算机。
“原则上，量子计算机具有超快的并行计算和模拟能力。它们的计算能力随着可以操纵的粒子数量呈指数级增长。它们可以为经典计算机无法解决的大规模计算问题提供有效的解决方案。一台操纵50个微观粒子的量子计算机能够比一台超级计算机更好地处理具体问题。”潘建伟说，用一万亿台经典计算机分解一个300位的大数需要15万年，而用一万亿台量子计算机只需要1秒钟。可以说量子计算机更擅长解决大规模的计算问题，如密码分析、天气预报、药物设计、金融分析和石油勘探。由于量子计算的巨大潜在价值，欧美国家正积极整合研究力量和资源开展合作研究。同时，一些大型高科技公司，如谷歌、微软、IBM等。也积极参与量子计算研究。
作为量子计算的技术制高点，多粒子纠缠的操控一直是国际竞争的焦点。在光子系统方面，潘剑伟团队在多光子纠缠领域一直保持国际领先水平，在世界上分别率先实现了5光子纠缠、6光子纠缠和8光子纠缠，并在去年底创下了10光子纠缠的新纪录。在此基础上，该团队使用独立开发的具有国际最佳综合性能的量子点单光子源和电控可编程光量子电路，为多光子“玻色采样”(用于收集玻色子散射样本的量子算法)任务构建了一个光量子计算原型。实验测试表明，该样机的“玻色采样”速度不仅比以往国际同类实验至少快24000倍，而且通过与经典算法的比较，比人类历史上第一台电子管计算机(ENIAC)和第一台晶体管计算机(TRADIC)的运行速度快10-100倍。
5月2日，中国科学家的研究成果以长篇文章的形式在《自然光子学》上发表。这是历史上第一台超越早期经典计算机的基于单光子的量子模拟器，为最终实现超越经典计算能力的量子计算目标奠定了坚实的基础。
在潘剑伟团队开发的量子计算机中，超导系统也取得了重大突破。2015年，谷歌、美国宇航局和加州大学圣巴巴拉分校宣布对九个超导量子位进行高精度操控。但是这个记录今年被中国科学家团队打破了。朱晓波、王浩华、卢朝扬、潘剑伟等人合作独立开发了10位超导量子电路样品。通过高精度的脉冲控制和全局纠缠操作，成功实现了世界上数量最多的超导量子比特的多体纯纠缠。
据了解，潘剑伟团队正在设计、准备和测试20个超导量子比特样本，并计划在今年年底发布量子云计算平台。(记者李大庆)
