量子計算機的發(fā)展是當前國際前沿科學技術(shù)的重大挑戰(zhàn)。近日，中國科學院院士、中國科學技術(shù)大學教授潘建偉等人與德國、荷蘭科學家合作，首次實現(xiàn)6060的20個光子的玻色輸入世界上的模式干擾線。采樣量子計算在四個關(guān)鍵指標上大幅刷新國際紀錄，逼近量子計算研究的重要目標——量子霸權(quán)。國際權(quán)威學術(shù)期刊《物理評論快報》近日以編輯推薦的形式發(fā)表了這一成果。

量子計算機原則上具備超高速并行計算能力，已成為當前國際學術(shù)競爭的焦點。其中，量子計算研究的第一階段目標是實現(xiàn)量子霸權(quán)，即在特定問題上的計算能力超過現(xiàn)有最強的傳統(tǒng)計算機，從而證明量子計算機的優(yōu)越性。

中國科學技術(shù)大學潘建偉和陸朝陽研究組長期致力于量子計算研究。近日，他們利用自主研發(fā)的先進單光子源和多通道光學干涉儀，與中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所游立興研究員以及德國、荷蘭科學家合作，成功實現(xiàn)20光子輸入6060模式。 （60個輸入端口，60層電路深度，包括396個分束器和108個反射器）干涉電路的Bose采樣實驗。

與國際學術(shù)界以往的研究成果相比，他們在本次實驗中成功操控的單光子數(shù)量增加了5倍，模式數(shù)量增加了5倍，采樣率增加了6萬倍，輸出狀態(tài)空間維度增加了6萬倍。增加了數(shù)百億倍。由于多光子高模特性，輸出狀態(tài)空間達到370萬億維，相當于希爾伯特空間擴大了48個量子位。因此，該實驗首次將玻色采樣推進到一個全新的領(lǐng)域，向量子霸權(quán)的目標邁出了關(guān)鍵一步。

《物理評論快報》 審稿人認為，這一研究突破是一次巨大的飛躍，是通往實現(xiàn)“量子霸權(quán)”的“跳板”。美國物理學會《物理學》網(wǎng)站評論稱，這一實驗已經(jīng)接近超越傳統(tǒng)計算機，代表了量子計算領(lǐng)域的里程碑。