量子計算機首次入藏中國國家博物館

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近期，中國科學技術大學應邀向中國國家博物館捐贈“九章”量子計算原型機相關科學元器件實物和原始資料。中國國家博物館對中國科大團隊表示誠摯的感謝，并向中國科大頒發收藏證書。

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“九章”量子計算原型機 中國科學技術大學供圖

量子計算是后摩爾時代的一種新的計算范式，它在原理上具有超快的并行計算能力，可望通過特定量子算法在一些具有重大社會和經濟價值的問題方面相比經典計算機實現指數級別的加速。因而，研制量子計算機是當前世界科技前沿的最大挑戰之一。

從上世紀80年代初，科學家們提出量子計算概念、建立通用量子圖靈機理論，90年代提出大數分解算法和量子糾錯以來，量子計算領域一直追求的一個重大里程碑目標是真正在技術上造出量子計算原型機，對特定問題的求解展現超級計算機無法比擬的算力。這個里程碑標志著量子計算從“物理演示”真正邁進“展示算力”的拐點，被國際學術界取名為“量子計算優越性”。它不僅是實現未來大規模量子計算的第一步，并可用于實驗檢驗計算科學著名的“擴展的丘奇—圖靈論題”，成為了國際激烈角逐的焦點。

歷經多年的原理探索和技術攻關，中國科大潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊自主研發了高性能量子光源和高精度鎖相多模式光量子干涉線路，并與中國科學院上海微系統與信息技術研究所、國家并行計算機工程技術研究中心合作，于2020年構建了76個光子100模式的量子計算原型機“九章”，并在第二年升級到113個光子144模式的“九章二號”。

據悉，“九章”的命名是為了紀念中國古代最早的數學專著《九章算術》。在對高斯玻色取樣任務的求解上，“九章”量子計算原型機比當時最好的經典算法和超級計算機快1014倍，功耗低1013。進一步，研究團隊揭示了高斯玻色取樣和圖論之間的數學聯系，基于“九章”完成對稠密子圖和Max-Haf兩類具有實用價值的圖論問題的求解，相比經典計算機精確模擬的速度快1.8億倍。