近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事陸朝陽(yáng)教授等在量子計(jì)算機(jī)研究方面取得了里程碑式的突破，相關(guān)研究結(jié)果被學(xué)術(shù)期刊《自然光子學(xué)》接收。在光學(xué)體系，我國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)用高品質(zhì)量子點(diǎn)單光子源構(gòu)建了量子計(jì)算原型機(jī)，并且演示了其超越經(jīng)典電子計(jì)算機(jī)（ENIAC）與晶體管計(jì)算機(jī)（TRADIC）的計(jì)算能力，向真正的“量子計(jì)算霸權(quán)”時(shí)代邁出了重要的步。

圖1   玻色子抽樣量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)示意圖。實(shí)驗(yàn)主要由單光子器件， 多路解編器，低損耗光子電路（9模干涉儀），探測(cè)器等部分組成

  “我們發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)關(guān)鍵的方法來(lái)達(dá)到的玻色子抽樣：超低損耗的多光子干涉計(jì)與率，高純度，不可分辨的多路解編的量子點(diǎn)單光子源。我們實(shí)施了3個(gè)，4個(gè)和5個(gè)玻色子抽樣，計(jì)算速度比所有之前實(shí)驗(yàn)展示的高出了至少2,4000倍，大約比于人類(lèi)歷**臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（ENIAC）與晶體管計(jì)算機(jī)（TRADIC）快10-100倍。這是單光子的量子機(jī)器超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)。我們的工作是光學(xué)量子計(jì)算技術(shù)域的個(gè)嶄新的開(kāi)始，不僅僅是原理證明，此次搭建的量子機(jī)器實(shí)質(zhì)性地超越了兩代計(jì)算機(jī)原型機(jī)。”

 --中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)上海研究院教授 陸朝陽(yáng) 教授 

圖2   率與不可分辨的單光子源：(a)單光子器件計(jì)速率達(dá)9MHz，(b)單光子不可分辨率達(dá)到0.939；低損耗的多光子干涉計(jì)：多路解編器輸入與9模干涉儀輸出后的模式振幅(c)與相位(d)結(jié)果

圖3  3-，4-和5-玻色子抽樣計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果，工作頻率分別為4.96kHz, 151Hz, 4Hz；實(shí)驗(yàn)證實(shí)量子光學(xué)計(jì)算機(jī)工作速度超過(guò)*臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC與晶體管計(jì)算機(jī)TRADIC

   在此之前，陸朝陽(yáng)教授在2016年6月被《自然》評(píng)選為十位在科學(xué)界做出了巨大貢獻(xiàn)的科學(xué)家之，稱(chēng)為“中國(guó)科學(xué)之星”。“九層之臺(tái)起于壘土”，從2016年到2017年的現(xiàn)在，該科研團(tuán)隊(duì)連續(xù)發(fā)表了系列的量子計(jì)算相關(guān)文章，本次的量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果是建立在扎實(shí)的基礎(chǔ)之上的。

   此次量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)中的單光子器件（率與不可分辨的單光子源），陸老師課題組使用的是德國(guó)attocube公司生產(chǎn)的attoDRY低溫恒溫器，低溫位移臺(tái)與掃描臺(tái)，低溫物鏡等設(shè)備。我們也相信兩位老師定能在量子域再次攀登科研高峰。

中科大科研團(tuán)隊(duì)近期相關(guān)發(fā)表文獻(xiàn)：
實(shí)驗(yàn)量子計(jì)算論文：High-efficiency     multiphoton boson sampling (Nature Photonics, 2017).
實(shí)現(xiàn)10光子糾纏論文：Experimental ten-photon entanglement, arXiv:1605.08547,     Phys. Rev. Lett. (2016).
單光子器件論文：Time-bin-encoded sampling with a     single-photon device (PRL, 2017).
高不可分辨率單光子源論文：On-Demand Single Photons with High     Extraction Efficiency and Near-Unity Indistinguishability from a Resonantly    Driven Quantum Dot in a Micropillar (PRL, 2016).