量子電腦到底有多快？新實驗有驚人發現

量子電腦示意圖。(Shutterstock)

【大紀元2022年06月10日訊】（大紀元記者高文森編譯報導）6月1日發表於《自然》（Nature）雜誌的一份研究稱，基於光子的量子處理器在36微秒的時間內，即可完成現在的超級電腦需要9000年才能完成的任務。

科學家打造量子電腦的重要目標之一是希望量子電腦的性能大幅度超過現在使用的傳統電腦。科學家把這叫做「量子優勢」（quantum advantage），但是現在還沒有造出實際可用的電腦，無法讓它和傳統電腦共同執行相同的任務以比較它們之間性能的差別，所以科學家設計了各種實驗測量這個優勢到底有多大。

高斯玻色採樣（Gaussian boson sampling）就是其中一種方法，從各個量子設備中隨機分布的光子中採樣，對比它們的速度。理論認為，這些光子的分布數據反映了光子在網絡內傳播的性能，科學家能夠以此探察量子處理器的運算速度。

研究人員再計算出完成同樣的任務用傳統電腦執行所需要耗費的時間。研究介紹說，當從量子處理器上採樣的光子超過一定數量的時候，意味著如果用傳統電腦去完成這樣的任務，已經無法在人類能接受的合理時間內完成。

簡單地理解，用這種方法採樣得到的光子數量越多，意味著這個量子處理器的運算速度越快、性能越高。以前的研究所報告過的採樣得到最多的光子數量是113個。這項研究對一個名為Borealis的光子處理器進行多次檢測，偵測到最多達219個光子，平均來說是125個光子。Borealis光子處理器是一種可編程的量子處理器。

研究稱，這是光子處理器至今所檢測到的最強的「量子優勢」。研究者估計，這是由於光子檢測實驗的簡化、引入了可編程技術等各種因素綜合作用的結果。

研究稱他們這項成果很值得關注，因為他們所測的這種可編程的光子處理器已經很接近能夠投入實際應用的量子設備了。相比之下，基於其它很多量子處理器所進行的實驗，都只是概念性展示。

《自然》雜誌引述了丹尼爾·約斯特·布羅德（Daniel Jost Brod）對此研究的評論說，這項成果「解決了技術挑戰，讓我們在研發實用的量子電腦這條漫長道路上處於領先地位」。

責任編輯：葉紫微