九章三号有多强？

“九章三号”光量子计算原型机再度刷新光量子信息技术世界纪录，求解高斯玻色取样数学问题比目前全球最快的超级计算机快一亿亿倍，在研制量子计算机之路上迈出重要一步。

“量子计算机在原理上具有超快的并行计算能力，可望通过特定算法在密码破译、大数据优化、天气预报、材料设计、药物分析等领域，提供比传统计算机更强的算力支持。”潘建伟说。目前的“九章三号”还只是具有潜在应用价值的“单项冠军”。

中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等组成的研究团队与中国科学院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，成功构建了255个光子的量子计算原型机“九章三号”，再度刷新了光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录。

具体有多强？

（1）处理高斯玻色取样的速度，比上一代“九章二号”还要快一百万倍，比目前全球最快超算（Frontier）则快上一亿亿倍；

（2）在1微秒（10的负6次方秒）内所处理的最高复杂度样本，如果换作全球最快超算来做，它得花超二百亿年（简单理解为1微秒=200亿年）。

网友表示：

这才是真的牛。

从意义上来看，中科大表示：

“九章三号”的诞生主要是进一步巩固我国在光量子计算领域（与之对应的是超导量子）的领先地位。

相较2021年诞生的“九章二号”，它有哪些改进？

中科大介绍：

其一，在理论上首次提出了包含光子全同性的新理论模型。

（全同性原理是量子力学基本假设：交换全同粒子体系中任意一对粒子的全坐标（包括空间坐标和自旋坐标），体系的状态不变。）

该模型实现了理论与实验的更精确吻合。

其二，发展了完备的贝叶斯验证和关联函数验证，全面排除所有已知的经典仿冒算法。

这主要是为量子计算优越性提供进一步数据支撑。

在这些改进之外，“九章三号”又是如何实现255个光子的呢？

要知道，“九章二号“光子为113个，而国际上第二个实现光学体系“量子计算优越性”的“北极光”（Borealis）量子处理器（加拿大Xanadu公司与美国国家标准局合作）为216个。

在此，潘建伟团队设计了一种时空解复用的光子探测新方法。

简单来说就是研制了一个基于光纤时间延迟环的超导纳米线探测器，用它来把多光子态分束到不同空间模式并通过延时把空间转化为时间。

通过这个准光子数可分辨的探测系统，团队得以提升光子操纵水平（255个光子），进而提升量子计算复杂度。

科研人员设计了时空解复用的光子探测新方法，构建了高保真度的准光子数可分辨探测器，提升了光子操纵水平和量子计算复杂度。根据公开正式发表的最优经典精确采样算法，“九章三号”处理高斯玻色取样的速度比上一代“九章二号”提升一百万倍。“九章三号”在百万分之一秒时间内所处理的最高复杂度的样本，需要当前最强的超级计算机“前沿”（Frontier）花费超过二百亿年的时间。

这一成果进一步巩固了我国在光量子计算领域的国际领先地位。10月11日，国际知名学术期刊《物理评论快报》发表了该成果。

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