量子电脑到底有多快？新实验有惊人发现

量子电脑示意图。（Shutterstock）

6月1日发表于《自然》（Nature）杂志的一份研究称，基于光子的量子处理器在36微秒的时间内，即可完成现在的超级电脑需要9000年才能完成的任务。

科学家打造量子电脑的重要目标之一是希望量子电脑的性能大幅度超过现在使用的传统电脑。科学家把这叫做“量子优势”（quantum advantage），但是现在还没有造出实际可用的电脑，无法让它和传统电脑共同执行相同的任务以比较它们之间性能的差别，所以科学家设计了各种实验测量这个优势到底有多大。

高斯玻色采样（Gaussian boson sampling）就是其中一种方法，从各个量子设备中随机分布的光子中采样，对比它们的速度。理论认为，这些光子的分布数据反映了光子在网络内传播的性能，科学家能够以此探察量子处理器的运算速度。

研究人员再计算出完成同样的任务用传统电脑执行所需要耗费的时间。研究介绍说，当从量子处理器上采样的光子超过一定数量的时候，意味着如果用传统电脑去完成这样的任务，已经无法在人类能接受的合理时间内完成。

简单地理解，用这种方法采样得到的光子数量越多，意味着这个量子处理器的运算速度越快、性能越高。以前的研究所报告过的采样得到最多的光子数量是113个。这项研究对一个名为Borealis的光子处理器进行多次检测，侦测到最多达219个光子，平均来说是125个光子。Borealis光子处理器是一种可编程的量子处理器。

研究称，这是光子处理器至今所检测到的最强的“量子优势”。研究者估计，这是由于光子检测实验的简化、引入了可编程技术等各种因素综合作用的结果。

研究称他们这项成果很值得关注，因为他们所测的这种可编程的光子处理器已经很接近能够投入实际应用的量子设备了。相比之下，基于其它很多量子处理器所进行的实验，都只是概念性展示。

《自然》杂志引述了丹尼尔·约斯特·布罗德（Daniel Jost Brod）对此研究的评论说，这项成果“解决了技术挑战，让我们在研发实用的量子电脑这条漫长道路上处于领先地位”。