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潘建伟透露中国量子技术进展:今年有望实现“量子优越”

第一财经 2020-01-15 17:56:04 听新闻

潘建伟对我国今年的量子技术领域的科研目标做出明确的答复。今年我国有望在量子计算领域实现“量子优越”,并达到谷歌去年的研究结果。

在新年的一场科学演讲上,量子物理学家、中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟对我国今年的量子技术领域的科研目标做出明确的答复。今年我国有望在量子计算领域实现“量子优越”,并达到谷歌去年的研究结果。

潘建伟透露,在光量子计算方面,最近我国已经做到了相当于48个量子比特的结果,今年预计能够实现50个光子相干操纵,也能够达到所谓的“量子优越性”(谷歌称之为“量子霸权”)。

他同时指出:“我们的技术途径跟谷歌不一样,谷歌是用随机线路采样,我们是用玻色采样,玻色采样的‘量子优越性’有严格证明。”潘建伟预计,如果做到“量子优越”这一步,那么我国的量子计算能力将比目前全球最强大的超级计算机“顶点”快1亿倍左右。他还称,相关工作有望在今年6月份到9月份完成。

潘建伟承认,在超导量子计算方面,我国与谷歌相比确实存在一定的差距。“最近我们已经达到了24个超导量子比特,希望在今年年底,能够做到60个左右的量子比特,也能够达到谷歌去年的结果。”潘建伟说道。

量子计算可能最终会彻底改变药物开发、金融期权定价和气候变化管理的方式。但至今为止,量子计算在很大程度上还仅限于专业实验室的研究人员使用。

潘建伟表示,有了60个左右的超导量子比特的结果之后,希望能够实现像费曼所说的,真正解决一些物理学、化学、材料科学里至关重要的、但用经典计算机解决不了的问题。潘建伟表示:“这大概需要操纵几百个量子比特,目前已经有比较好的进展了。”

他还透露了我国在量子模拟方面的进展,称:“在今年稍后发表的一篇文章里,会提到我们已经能够实现一百个左右的原子的纠缠。这样的话,在对一些特定问题的量子模拟,就能够达到目前全世界计算能力总和的一百万倍。”

展望未来,潘建伟暗示了在量子通信方面的设想。他说道:“我们希望能够在外太空搭建一个高精度的空间光钟,这个光钟的稳定度大概会达到10的负21次方,也就是大概10万亿年的误差都不超过1秒钟,再结合广域量子通信技术,用两个这样的光钟进行时间比对,就可以提供一种引力波探测的新途径,从而来揭示更加丰富的天文现象。”

“引力波除了空间效应,也有时间效应,可以使用光钟来探测。光钟也叫光频原子钟,它的精度要远高于现在GPS卫星所用的原子钟,稳定度在10万亿年误差也不超过1秒钟,换句话说,一万个宇宙的年龄也就相差一秒,这是非常惊人的。”一位量子物理领域研究人员对第一财经记者表示。

潘建伟还表示,未来希望可以在地球和月亮之间的拉格朗日点装一个量子纠缠光源的载荷。“如果我们国家未来有登月计划,那么在月球上有一个地面站,我们就可以在地球和月亮之间开展光秒量级距离的、有观测者参与的量子力学非定域性的检验。”潘建伟说道。

“简单来说,就是在天上放两颗卫星,相距百万公里,是地球到月球距离的三倍。在两个卫星上各放一个光钟,互相用激光来锁定。”上述研究人员对第一财经记者表示。不过他强调,这是非常“科幻”的解决方案,诺贝尔奖得主John Hall的学生、美国实验室天体物理联合研究所(JILA)华人物理学家叶军已经做出了非常精准的原子钟。

与此同时,中国和美国的团队都在推进量子计算的实用性。去年谷歌研制出50量子比特量子计算机后,量子计算在全球引起轰动。美国科技巨头IBM、微软和亚马逊等正在努力通过在云中实现量子计算服务来提供更广泛的技术访问。

尽管量子计算的技术还处于开发的早期阶段,但通过云计算访问量子计算能够使企业有机会探索潜在的业务应用程序。这样的服务还会表明,未来几年人们将如何在云上使用量子计算,以及量子计算如何与传统计算机结合使用和技术回报。

责编:刘佳

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