“天河二號”算出量子霸權標準

科技日報北京9月11日電（記者 張強） 隨著量子物理裝置技術水平的快速發展，實現量子霸權似乎日益臨近。稱霸標準已成為量子計算領域最重要的科學問題之一。記者11日獲悉，國防科技大學吳俊杰團隊與上海交通大學金賢敏合作，在國際上最先開啟了稱霸標準的研究。最近，《國家科學評論》在線發表了他們的研究成果，報道了玻色采樣案例的稱霸標準。

量子計算擁有的超越所有經典計算機的計算能力被稱為量子霸權，但在物理實驗上，迄今還沒有任何一臺量子裝置在實際實驗中展現出這種能力。實現量子霸權，將代表超越經典的量子計算能力從理論走進實驗，標志著一個新的計算能力飛躍時代的開始。

論文的作者之一劉雍介紹，玻色采樣問題是一種針對光子（玻色子）系統的量子霸權測試案例。理論上，經典計算機求解玻色采樣需要指數量級計算時間，而量子計算只需要多項式量級計算時間。與此同時，相比通用量子計算，玻色采樣更容易實現。該項研究中，吳俊杰與金賢敏在“天河二號”超級計算機上完成了玻色采樣問題的核心難題——積和式的求解。實際測試的問題規模達到48個光子，并推斷出“天河二號”模擬50個光子的玻色采樣需要約100分鐘。也就是說，一旦實際的量子物理裝置實現了每組樣本100分鐘以內50光子的玻色采樣，就在求解這個問題上超過了“天河二號”，實現了量子霸權。

劉雍指出，因為并不要求用于展示量子霸權的問題具有任何實際用途，實現量子霸權離實現實際的量子計算機尚有很大距離。多項稱霸標準的研究成果也表明，當前實現量子霸權絕非易事。