图说：基于光的“九章” 新华社 发
近日，我国量子计算研究成功攀登至第一个里程碑：量子计算优越性（国外也称之为“量子霸权”）——中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，构建了76个光子的量子计算原型机“九章”，实现了具有实用前景的“高斯玻色取样”任务的快速求解。在此之前，人类历史上只有谷歌的“悬铃木”曾经实现过“量子霸权”。什么是“量子霸权”？“九章”的出现是否说明量子计算机已经有可能走入千家万户？量子计算机真的能全面“碾压”传统计算机吗？
他随后展开解释了这项技术的重要意义：“多年以来，其实我们一直知道，我们有能力建造不同种类的量子计算机的小型原型。但截至目前，我们还是很难证明凭借这些量子计算机，做到传统计算机难以企及的事情。然而实验物理学家潘教授却精准做到了这一点。潘教授证明了他所做出的量子计算机比这个特定领域里任何已知的东西都要强大。接着针对特定的学术问题，‘九章‘能够显示出它无法比拟的解决能力。”
西拉克教授揭示了“量子霸权”的真谛——量子计算机至少能够在一种类型的任务上打败传统计算机。事实上，几十年来，理论物理学家都坚信量子计算机一定能够战胜传统计算机。然而从现实角度来说，想要建造这么一个量子计算机，挑战极大。2019年，“悬铃木”在国际上一举成名，因为它的量子计算机原型在大概3分钟就完成了一项计算，而据其研究人员估计，一台超级计算机需要花费1万年的时间。
当然，在这些磅礴的数据背后，西拉克教授也指出，“悬铃木”和“九章”二者单独作为计算机都不会有特别大的实际用处。
据他介绍，“悬铃木”的基本结构更接近于传统计算机。传统计算机使用比特展开计算。比特可以呈现出2选1的状态，通常我们用1或0表示。而“悬铃木”则使用了“量子比特”，允许多种状态同时存在。这给予了它们能够比传统计算机更迅速解决问题的理论基础。“悬铃木”的量子电路是基于超冷、超导金属，而“九章”则是用了光子创建。西拉克教授认为，虽然“九章”目前的设计就是为了解决高斯玻色采样的问题，但是并不代表它未来只能做这个。
“它之所以如此独特正是因为它突破了教科书，采用了非比寻常的模式创建，因此我无法断定它的未来，或许它能缔造更多奇迹。”西拉克教授感叹。
图说：光量子干涉示意图
至于很多专家在讨论“九章”时都指出的问题：它在技术上无法完成规模的增大，西拉克反而表示他并不太担心。他认为这其实是量子计算机的普遍问题。“原理上，量子计算机是能够增大并且成为通用计算机的。但在实际过程中，量子计算机仍然有很长一段路要走，因为它还需要量子纠错。”
不过，西拉克教授表示，巨大的挑战意味着“量子计算机的增大”是一个非常有趣的话题，值得“后浪”们不断地去探索。而潘建伟教授能展现出如此卓越的成绩，那么“九章”的未来同样也会吸引更多人。
西拉克教授还透露，他认识潘建伟已有20多年了。当西拉克在因斯布鲁克大学任教时，潘建伟在同一所学校攻读博士。“我可是全程关注着潘建伟教授的职业生涯。”西拉克教授笑着说。他曾多次专程来中国看望潘建伟，而潘建伟也多次造访德国。两人经常交流想法，互相都从对方那里受益良多。“我非常喜欢这样的交流和合作。同时，我也期待能再次和潘建伟相逢。”
通讯员 陈恺 记者 郜阳