央视《新中国的第一》丨世界首台光量子计算机诞生

量子计算被称为“自然赋予人类的终极计算能力”，如果将传统计算机的速度比作“自行车”，量子计算机的速度则是“飞机”，实现超越经典计算能力的量子计算也被国际学术界称为“量子称霸”。

2017年，我国科学家成功研制了世界首台超越早期经典计算的量子计算原型机，为实现“量子称霸”奠定了坚实的基础。

在中国科学院量子创新研究院，中国科学家正在用一种具有魔力的粒子研发具有颠覆性的计算机，它就是目前世界上运算速度最快的光量子计算原型机。和早期的经典计算机一样，它身形庞大，几乎占据了半个实验室。

2017年5月3日，中国科学院宣布，在实现对10个光子精确操纵的基础上，我国科学家成功研制出了世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算原型机。实验测试表明，该量子计算机的取样速度比国际同行类似的实验加快至少24000倍，比人类历史上首台电子管计算机和首台晶体管计算机运行速度快10～100倍，创造了世界纪录。

中国科学技术大学教授 陆朝阳：

普通的计算机，它就是0和1两种状态，但是量子计算机是同时处于0和1。如果我有比如说10个量子位的时候，我就有2的10次方这个状态同时存在，就像是孙悟空的分身术一样的。所以这么多种状态同时存在，这样一种性质，使它可以算得非常快，叫并行计算。

这台光量子计算机由三个部分组成，分别是制备单光子的量子光源、相当于传统CPU的干涉处理器和读取信息的探测系统。其中，最为核心的是干涉处理器部分，通过操纵肉眼看不见的单光子，研究团队实现了早期经典计算机所达不到的计算能力。

中国科学技术大学教授 陆朝阳：

十个光子，让它要很听话的在这里面精度达到一微米之内，在这里面聚合起来，它们这样一个位置。你如果把它变化你的头发丝的千分之一，就不能做量子计算了。

量子计算被认为是未来推动高速信息处理的颠覆性技术，随着操纵量子比特数目的增加，其计算速度将实现对经典计算指数级超越，有望在海量数据搜索、长周期天气预报、材料和药物设计等领域发挥重大作用。目前国际上对于量子计算的研究有很多方案，光子、超冷原子和超导线路等三大体系最受关注。潘建伟及其同事在过去的20年一直致力于光量子计算技术的研究，在国际上引领着多光子纠缠和干涉度量的发展，并在此基础上开创了光子的多个自由度的调控方法，成功实现了18个光量子比特的纠缠操纵。

中科院院士 中国科学技术大学副校长 潘建伟：

我们希望能够通过10到20年的努力，看看能不能就真正搞出一台有应用价值的、比如说比较普遍的、能够稳定运行的专用量子计算机，这是我们的这么一个奋斗目标。

在中国科学院战略性先导专项的前瞻性布局下，我国在量子计算、量子通信等领域取得了一批具有国际影响力的成果。世界首颗量子科学实验卫星“墨子”号成功发射，并顺利完成星地量子密钥分发等三大科学任务；世界首条量子通信保密干线“京沪干线”开通，推动了量子通信在金融、政务等领域的大规模应用；世界首次洲际量子通信的实现，更是为我国构建覆盖全球的量子通信网络奠定了坚实的基础。

图文来源：央视新闻

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