中国“天河二号”超级计算机算出量子霸权标准

[ 摘要 ]实现量子霸权，将代表超越经典的量子计算能力从理论走进实验，标志着一个新的计算能力飞跃时代的开始。

科技日报北京9月11日电 随着量子物理装置技术水平的快速发展，实现量子霸权似乎日益临近。称霸标准已成为量子计算领域最重要的科学问题之一。记者11日获悉，国防科技大学吴俊杰团队与上海交通大学金贤敏合作，在国际上最先开启了称霸标准的研究。最近，《国家科学评论》在线发表了他们的研究成果，报道了玻色采样案例的称霸标准。

量子计算拥有的超越所有经典计算机的计算能力被称为量子霸权，但在物理实验上，迄今还没有任何一台量子装置在实际实验中展现出这种能力。实现量子霸权，将代表超越经典的量子计算能力从理论走进实验，标志着一个新的计算能力飞跃时代的开始。

论文的作者之一刘雍介绍，玻色采样问题是一种针对光子（玻色子）系统的量子霸权测试案例。理论上，经典计算机求解玻色采样需要指数量级计算时间，而量子计算只需要多项式量级计算时间。与此同时，相比通用量子计算，玻色采样更容易实现。该项研究中，吴俊杰与金贤敏在“天河二号”超级计算机上完成了玻色采样问题的核心难题——积和式的求解。实际测试的问题规模达到48个光子，并推断出“天河二号”模拟50个光子的玻色采样需要约100分钟。也就是说，一旦实际的量子物理装置实现了每组样本100分钟以内50光子的玻色采样，就在求解这个问题上超过了“天河二号”，实现了量子霸权。

刘雍指出，因为并不要求用于展示量子霸权的问题具有任何实际用途，实现量子霸权离实现实际的量子计算机尚有很大距离。多项称霸标准的研究成果也表明，当前实现量子霸权绝非易事。