圖說：基於光的「九章」 新華社 發（下同）
近日，我國量子計算研究成功攀登至第一個裡程碑：量子計算優越性（國外也稱之為「量子霸權」）——中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中科院上海微系統所、國家並行計算機工程技術研究中心合作，構建了76個光子的量子計算原型機「九章」，實現了具有實用前景的「高斯玻色取樣」任務的快速求解。在此之前，人類歷史上只有谷歌的「懸鈴木」曾經實現過「量子霸權」。什麼是「量子霸權」？「九章」的出現是否說明量子計算機已經有可能走入千家萬戶？量子計算機真的能全面「碾壓」傳統計算機嗎？
記者從世界頂尖科學家論壇獲悉，馬克斯·普朗克量子光學研究所理論部主任、2013年沃爾夫物理學獎得主伊格納西奧·西拉克在接受連線採訪時表示，潘建偉教授的這項成果十分了不起。
他隨後展開解釋了這項技術的重要意義：「多年以來，其實我們一直知道，我們有能力建造不同種類的量子計算機的小型原型。但截至目前，我們還是很難證明憑藉這些量子計算機，做到傳統計算機難以企及的事情。然而實驗物理學家潘教授卻精準做到了這一點。潘教授證明了他所做出的量子計算機比這個特定領域裡任何已知的東西都要強大。接著針對特定的學術問題，『九章『能夠顯示出它無法比擬的解決能力。」
西拉克教授揭示了「量子霸權」的真諦——量子計算機至少能夠在一種類型的任務上打敗傳統計算機。事實上，幾十年來，理論物理學家都堅信量子計算機一定能夠戰勝傳統計算機。然而從現實角度來說，想要建造這麼一個量子計算機，挑戰極大。2019年，「懸鈴木」在國際上一舉成名，因為它的量子計算機原型在大概3分鐘就完成了一項計算，而據其研究人員估計，一臺超級計算機需要花費1萬年的時間。
當然，在這些磅礴的數據背後，西拉克教授也指出，「懸鈴木」和「九章」二者單獨作為計算機都不會有特別大的實際用處。
據他介紹，「懸鈴木」的基本結構更接近於傳統計算機。傳統計算機使用比特展開計算。比特可以呈現出2選1的狀態，通常我們用1或0表示。而「懸鈴木」則使用了「量子比特」，允許多種狀態同時存在。這給予了它們能夠比傳統計算機更迅速解決問題的理論基礎。「懸鈴木」的量子電路是基於超冷、超導金屬，而「九章」則是用了光子創建。西拉克教授認為，雖然「九章」目前的設計就是為了解決高斯玻色採樣的問題，但是並不代表它未來只能做這個。
「它之所以如此獨特正是因為它突破了教科書，採用了非比尋常的模式創建，因此我無法斷定它的未來，或許它能締造更多奇蹟。」西拉克教授感嘆。
圖說：光量子幹涉示意圖
至於很多專家在討論「九章」時都指出的問題：它在技術上無法完成規模的增大，西拉克反而表示他並不太擔心。他認為這其實是量子計算機的普遍問題。「原理上，量子計算機是能夠增大並且成為通用計算機的。但在實際過程中，量子計算機仍然有很長一段路要走，因為它還需要量子糾錯。」
不過，西拉克教授表示，巨大的挑戰意味著「量子計算機的增大」是一個非常有趣的話題，值得「後浪」們不斷地去探索。而潘建偉教授能展現出如此卓越的成績，那麼「九章」的未來同樣也會吸引更多人。
西拉克教授還透露，他認識潘建偉已有20多年了。當西拉克在因斯布魯克大學任教時，潘建偉在同一所學校攻讀博士。「我可是全程關注著潘建偉教授的職業生涯。」西拉克教授笑著說。他曾多次專程來中國看望潘建偉，而潘建偉也多次造訪德國。兩人經常交流想法，互相都從對方那裡受益良多。「我非常喜歡這樣的交流和合作。同時，我也期待能再次和潘建偉相逢。」
通訊員 陳愷 新民晚報記者 郜陽