2017世界互联网领先成果来了 光量子计算机

演讲者：陆朝阳中国科学技术大学教授

发布了世界上首台超越早期经典计算机的光量子计算机

陆朝阳：很高兴向大家报告中国科学院在量子计算这个领域取得的基础性的研究成果。

我们知道50多年以来摩尔定律一直见证着计算机的更新换代，之前每过18个月半导体晶体管的尺寸会缩小一半。假如，按照这个趋势继续发展，当他的尺寸接近原子级别的时候电子的运动将不再遵循经典物理学的规律。

这个时候量子力学将起到主导作用。因此，在后摩尔时代，计算机的形态会有什么样的变化？如何可持续的提升计算能力？这已经成为一个基础而重大的问题。

 

随着量子物理学的理论的发展和实验能力的进步。我们的物理学家已经可以在实验室自主的操纵微观世界的一些基本粒子。这些粒子是组成物质和能量的基本单位，也被称为量子。例如光的基本组成单位是一个一个的光子，物质的基本组成单位是原子。量子具有非常奇妙的特性。一个量子可以同时处于多种状态。比如一个光子，他可以同时处于乌镇和纽约。就好比孙悟空的分身术一样，在学术界这被称为相干叠加。更加令人费解的是多个量子还可以处于一种纠缠的状态。不管他们相聚多么遥远。他们始终会保持一种关联。这种关联也被爱因斯坦称之为遥远地点之间的诡异互动，对量子物理学的研究给计算机科学带来了一些机会。刚才提到的相干叠加，如果我们有四个比特，他就可以同时处于：0000 ，0001.....0010到1111，这十六种状态的同时存在。如果我们能够精确操纵50个量子比特，我们的计算机就会同时有2的50次方的状态。所以通过特定算法的设计可以解决特定的问题：密码破译、大数据分析、人工智能等等。举例如果我们要分解一个300位的大数：

当然，目前，整个量子计算还远远没有发这到这个水平，去分解一个300位的数，我们总体上还处于基础研究的阶段。

中科大团队一直在多关，多粒子纠缠和量子计算领域处于世界领先的位置。

我们发展了同时具备高效率高纯度和高全同性的单光子源，也发展了具有低损耗、超高稳定性的光量子线路。进一步，如果我们能对量子进行精确的逻辑操纵的话，我们的前提条件是要能够把他们纠缠起来，形成纠缠态。之前我们已经实现了10个光子的纠缠。并且在这个平台上用各种算法进行了系统的演示验证。在这个基础上2017年5月我们发布了世界首台超越早期经典计算机的的光量子计算机。针对波色取样这个问题，我们的机器比早期经典计算机快10-100倍，比国际同类工作快至少24000倍。我们超越了人类历史上第一台电子管和晶体管的计算机。

超导量子计算成果：

在超导领域，中国科大物理所和浙江大学合作研发了具有10个超导量子物理比特的物理体系。并且在上面演示了求解线性方程组的量子算法。近期我们会发布具有十个量子超导比特的云计算平台。用户可以登录阿里云的在线网站体验

那么在多粒子纠缠体系我们最先已经实现了十八个光量子比特的纠缠。再一次刷新了纠缠领域的世界纪录。 

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