光子處理器“點亮”量子計算

科技日報北京6月1日電 （記者張夢然）英國《自然》雜志1日報告的一臺量子光子處理器，僅需36微秒即可完成超級計算機需耗時超過9000年才能完成的一項任務。該系統相對過去展示的光子設備有所改進，可能代表了向創造量子計算機邁進的關鍵一步。

量子設備的一個關鍵目標是超越經典系統，建立“量子優越性”，但到目前為止只有少數實驗報告了這一成果。展示量子系統對經典計算機優越性的方法之一，是比較二者從描述光子通過網絡傳播特點的未知概率分布中取樣的速度，稱為高斯玻色取樣。人們可以計算出經典計算機執行該任務所需時間。光子數量有一個閾值，在此之上，經典計算機無法在合理時間內完成計算。

過去報告的實現高斯玻色取樣的實驗，最多使用113個光子，在固定鏡子和透鏡網絡中傳播。此次，加拿大“Xanadu”公司研究人員喬納森·拉沃伊及其同事報告的實驗，在一個可編程光子單處理器上開展，可檢測多達219個光子（平均125個）。他們提出，這是目前報告的最大的量子優越性光子實驗。相對于其他光子實驗的性能改進，可歸功于簡化了檢測光子實驗、引入可編程性和降低對“欺騙”（指量子結果可以被經典算法重復）的脆弱性。

這一實驗十分引人注目，因為相比此前的原理驗證實驗，可編程光子處理器更接近量子商用設備可能的形態。