近日 ， 英国布里斯托大学量子研究团队声称 ， 已经大大缩短模拟光量子计算机的时间 ， 比以往方法加速约10亿倍 。 相关成果发表于《科学进展》(Science Advances) 。

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图片来自《科学进展》
量子计算机有望在一些问题上实现指数级加速 ， 从药物发现到电池新材料等领域都具有潜在的应用 。 而目前“量子霸权”备受关注 ， 即量子计算机执行任务的能力甚至超越世界上最强大的超级计算机 。
2020年12月 ， 中国科学技术大学团队研制的“九章”光学量子计算机原型 ， 在求解“高斯玻色采样”(GBS)问题时 ， 实现了“量子优越性” 。 这项在200秒内完成的实验 ， 如果用世界上最强大的超级计算机来模拟 ， 需要6亿年才能完成 。
高斯玻色采样(GBS)是一种在高度纠缠的高斯态下测量光子的先进方法 。
此次 ， 布里斯托大学量子工程技术(QET)实验室团队 ， 与伦敦帝国理工学院和惠普企业研究人员合作 ， 提出了更快的经典GBS模拟方法 ， 将模拟时间缩短到只有几个月 ， 加速因子约为10亿 。 团队在约10万核的超级计算机上进行测试 ， 以模拟多达100种模式和多达92个光子的GBS实验 ， 并引入一种有效的经典抽样分布 ， 并通过了多种GBS验证方法 。

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算法和阈值检测器采样方法示意图 ， 图片来自论文
与此同时 ， 其他声称具有“量子霸权”的实验团队 ， 如谷歌的量子计算团队 ， 也正在改进这类实验经典算法的模拟 。
牛津量子电路高级量子工程师兼论文共同第一作者Bryn Bell说：“随着研究人员开展更大规模的实验 ， 他们更渴求相对于经典模拟的‘量子优越性’ 。 我们的结果将为确定未来GBS实验的计算能力 ， 提供一个重要的比较点 。 ”
【光量子计算模拟时间大幅缩短，加速十亿倍】QET实验室博士生兼共同第一作者Jake Bulmer认为 ， 这些“量子优越性”实验代表了物理学和工程学的巨大成就 。 该实验室联合主任Anthony Laing表示 ， 随着人类开发更复杂的量子计算技术 ， 这类工作将帮助人们理解未来必须克服的障碍 ， 特别是在解决清洁能源和医疗保健问题上 ， “此次研究与惠普企业研究人员合作就是一个很好的例子 。 ”