記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉教授及其合作團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)研究了一種量子計(jì)算模型玻色采樣對(duì)光子損失的魯棒性，證明容忍一定數(shù)目光子損失的玻色采樣可以帶來采樣率的有效提升。該研究成果為通過玻色采樣實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)開辟了一條高效的途徑。

在量子計(jì)算領(lǐng)域，能演示量子機(jī)器在特定問題上優(yōu)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)，被國(guó)際學(xué)術(shù)界稱為量子霸權(quán)。2010年，麻省理工學(xué)院Aaronson等在理論上提出玻色采樣，并嚴(yán)格證明此模型是實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)的有效途徑之一。但是玻色采樣的一個(gè)實(shí)驗(yàn)挑戰(zhàn)是光子的損耗。

對(duì)此，潘建偉及其同事陸朝陽等首次在實(shí)驗(yàn)上探索了可容忍光子損耗的玻色采樣。研究人員發(fā)展了國(guó)際上最高效率和品質(zhì)的量子點(diǎn)單光子源，并自主研發(fā)了集成127個(gè)分束器的具有最高透過率的光量子線路。結(jié)合上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所尤立星團(tuán)隊(duì)研制的高性能超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器(SNSPD)，實(shí)驗(yàn)證明，在損耗一定光子數(shù)的情況下，玻色采樣仍然保持其原來的計(jì)算復(fù)雜度。與此同時(shí)，這種新型的玻色采樣可以指數(shù)級(jí)地提升采樣速率。該研究成果表明我國(guó)繼續(xù)在光學(xué)量子計(jì)算方面保持國(guó)際領(lǐng)先水平，并向超越經(jīng)典計(jì)算能力的量子霸權(quán)研究目標(biāo)又近了一步。

據(jù)了解，該成果近日以“編輯推薦文章”的形式在線發(fā)表于國(guó)際著名的《物理評(píng)論快報(bào)》上。美國(guó)物理學(xué)會(huì)網(wǎng)站邀請(qǐng)澳大利亞量子計(jì)算和量子通信技術(shù)國(guó)家研究中心Austin Lund博士以“光子損耗不會(huì)使得量子采樣脫軌”為題，對(duì)這一研究成果作了評(píng)述。

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