國內(nèi)量子計(jì)算領(lǐng)域傳來重磅捷報(bào)！今日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)聯(lián)合中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院的科研團(tuán)隊(duì)正式宣布，成功研發(fā)出第三代 “九章” 光量子計(jì)算芯片，該成果已在國際頂級期刊《自然?光子學(xué)》在線發(fā)表。這款新型芯片基于自主創(chuàng)新的 “光量子糾纏增強(qiáng)技術(shù)”，在處理 “高斯玻色取樣” 這類特定復(fù)雜問題時(shí)，運(yùn)算速度較上一代芯片提升 100 倍，同時(shí)功耗降低 60%，核心性能指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

量子計(jì)算被視為下一代信息技術(shù)的核心，其運(yùn)算能力隨量子比特?cái)?shù)呈指數(shù)級增長，能解決傳統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)難以處理的大規(guī)模問題。此前，量子退相干一直是制約量子計(jì)算商用化的關(guān)鍵瓶頸 —— 量子比特在運(yùn)算過程中易受環(huán)境干擾導(dǎo)致信息丟失，而此次研發(fā)的新型芯片通過優(yōu)化光量子光路設(shè)計(jì)，采用鈮酸鋰波導(dǎo)集成技術(shù)，將量子比特的相干時(shí)間延長至 50 微秒，較行業(yè)平均水平提升 3 倍。同時(shí)，芯片集成了 256 個(gè)光量子干涉單元，實(shí)現(xiàn)了更高維度的量子糾纏態(tài)調(diào)控，運(yùn)算精度達(dá)到 99.7%。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人潘建偉院士介紹，這款芯片的成功研發(fā)，標(biāo)志著我國在光量子計(jì)算領(lǐng)域形成了從材料制備、芯片設(shè)計(jì)到系統(tǒng)集成的全產(chǎn)業(yè)鏈自主創(chuàng)新能力。據(jù)測算，該芯片處理某一特定量子化學(xué)模擬問題僅需 200 秒，而目前全球最快的超級計(jì)算機(jī) “富岳” 完成相同任務(wù)需要約 200 億秒，差距高達(dá) 1 億倍。在應(yīng)用場景上，新型量子計(jì)算芯片未來可廣泛服務(wù)于氣象預(yù)測、藥物研發(fā)、密碼破解、人工智能等領(lǐng)域，例如在新冠病毒等新型病原體的藥物篩選中，可將研發(fā)周期從數(shù)年縮短至數(shù)月。

行業(yè)專家分析，此次突破使我國在量子計(jì)算賽道繼續(xù)保持國際領(lǐng)先地位，預(yù)計(jì) 3-5 年內(nèi)可實(shí)現(xiàn)中小型商用量子計(jì)算機(jī)的量產(chǎn)，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模將突破千億元。目前，華為、阿里等科技企業(yè)已與科研團(tuán)隊(duì)達(dá)成合作，推動(dòng)量子計(jì)算技術(shù)在金融、能源等領(lǐng)域的落地應(yīng)用。