我首次實(shí)現容忍光子損失的玻色采樣實(shí)驗
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記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉教授及其合作團隊實(shí)驗研究了一種量子計算模型玻色采樣對光子損失的魯棒性，證明容忍一定數目光子損失的玻色采樣可以帶來(lái)采樣率的有效提升。該研究成果為通過(guò)玻色采樣實(shí)現量子霸權開(kāi)辟了一條高效的途徑。
在量子計算領(lǐng)域，能演示量子機器在特定問(wèn)題上優(yōu)于經(jīng)典計算機的實(shí)驗，被國際學(xué)術(shù)界稱(chēng)為量子霸權。2010年，麻省理工學(xué)院Aaronson等在理論上提出玻色采樣，并嚴格證明此模型是實(shí)現量子霸權的有效途徑之一。但是玻色采樣的一個(gè)實(shí)驗挑戰是光子的損耗。
對此，潘建偉及其同事陸朝陽(yáng)等首次在實(shí)驗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(guò)率的光量子線(xiàn)路。結合上海微系統與信息技術(shù)研究所尤立星團隊研制的高性能超導納米線(xiàn)單光子探測器(SNSPD)，實(shí)驗證明，在損耗一定光子數的情況下，玻色采樣仍然保持其原來(lái)的計算復雜度。與此同時(shí)，這種新型的玻色采樣可以指數級地提升采樣速率。該研究成果表明我國繼續在光學(xué)量子計算方面保持國際領(lǐng)先水平，并向超越經(jīng)典計算能力的量子霸權研究目標又近了一步。
據了解，該成果近日以“編輯推薦文章”的形式在線(xiàn)發(fā)表于國際著(zhù)名的《物理評論快報》上。美國物理學(xué)會(huì )網(wǎng)站邀請澳大利亞量子計算和量子通信技術(shù)國家研究中心Austin Lund博士以“光子損耗不會(huì )使得量子采樣脫軌”為題，對這一研究成果作了評述。(記者吳長(cháng)鋒)
