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我国提出的首个量子计算领域的国际标准项目已成功立项

更新时间:2020-06-12

作者:本站收录 来源:仪器网 2020-05-19 09:53:14

摘要:量子计算的概念最早由阿岗国家实验室的P. Benioff于80年代初期提出,他提出二能阶的量子系统可以用来仿真数字计算。

量子计算将有可能使计算机的计算能力大大超过今天的计算机,但仍然存在很多障碍。大规模量子计算所存在重要的问题是,如何长时间地保持足够多的量子比特的量子相干性,同时又能够在这个时间段之内做出足够多的具有超高精度的量子逻辑操作。

该国际标准规定了量子计算领域中的常用术语和词汇,将有助于量子计算相关概念的理解和交流,对于推动以量子计算为代表的先进计算技术体系完善、关键技术攻关、软硬件产品研发、产业化具有重要的指导意义。

一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。对照于传统的通用计算机,其理论模型是通用图灵机;通用的量子计算机,其理论模型是用量子力学规律重新诠释的通用图灵机。从可计算的问题来看,量子计算机只能解决传统计算机所能解决的问题,但是从计算的效率上,由于量子力学叠加性的存在,某些已知的量子算法在处理问题时速度要快于传统的通用计算机。

量子力学态叠加原理使得量子信息单元的状态可以处于多种可能性的叠加状态,从而导致量子信息处理从效率上相比于经典信息处理具有更大潜力。普通计算机中的2位寄存器在某一时间仅能存储4个二进制数(00、01、10、11)中的一个,而量子计算机中的2位量子位(qubit)寄存器可同时存储这四种状态的叠加状态。随着量子比特数目的增加,对于n个量子比特而言,量子信息可以处于2种可能状态的叠加,配合量子力学演化的并行性,可以展现比传统计算机更快的处理速度。

量子模拟器是解决特定问题的专用量子计算机,这一概念最早由费曼于1981年提出。费曼认为自然界本质上是遵循量子力学的,只有用遵循量子力学的装置,才能更好地模拟它,这个力学装置就是量子模拟器。量子模拟器研究中,人们更多关注的是它的量子加速能力,通常情况下,一个量子模拟器所操控的量子比特数越多,它的运算能力就越强。

2018年10月12日,华为公布了在量子计算领域的最新进展:量子计算模拟器HiQ云服务平台问世,平台包括HiQ量子计算模拟器与基于模拟器开发的HiQ量子编程框架两个部分,这是这家公司在量子计算基础研究层面迈出的第一步。

中科大潘建伟团队在国际上首次提出了椭圆微腔耦合实现确定性偏振单光子的理论方案。他们与中山大学余思远研究组、国家纳米科学中心戴庆研究组、德国维尔茨堡大学霍夫林研究组以及丹麦科技大学格里格森研究组合作,在实验上发展出垂直偏振无损消光技术,解决了上述两大难题。在此基础上,他们分别在窄带微柱和宽带靶眼微腔中,实验制备出同时满足确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率的单光子源,再次刷新了单光子源综合性能的国际纪录,为实现超越传统经典计算机的“量子霸权”科学目标迈出重要一步。

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