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    同样，为什么随机量子线路经典计算机很难模拟？举个例子来说，比如一个50比特的随机量子线路采样，最终输出的量子态的态空间的维度是250，如果使用经典计算机模拟，首先要存储如此高维度的量子态是极其困难的，其次，在如此高维的计算空间上，模拟每一层的量子计算操作，直至输出最终的计算结果，更是难上加难！

    而利用超导量子比特实现随机线路取样和利用光子实现玻色取样，是目前国际学术界公认的演示量子计算优越性的两大途径。在第二种路线上，中科大团队一直保持国际领先。2019年，他们实现了20光子输入60×60模式干涉线路的玻色取样量子计算，输出状态空间维数高达370万亿，其复杂度相当于48个量子比特，逼近了“量子计算优越性”。

    此次，潘建伟团队通过自主研制同时具备高效率、高全同性、极高亮度和大规模扩展能力的量子光源，成功构建了76个光子100个模式的高斯玻色取样量子计算原型机“九章”。这个成果牢固确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位，为未来实现可解决具有重大实用价值问题的规模化量子模拟机奠定了技术基础。此外，基于“九章”量子计算原型机的高斯玻色取样算法在图论、机器学习、量子化学等领域具有潜在应用，将是后续发展的重要方向。

    让梦想量子计算走进现实

    2019年10月23日，权威杂志《自然》刊出了谷歌量子AI团队的最新科研工作，在持续重金投入量子计算13年后，成功地用实验证明“量子优越性”。即在特定任务上，量子计算机可以大大超越经典计算机的计算能力了。

    对此，加拿大卡尔加里大学教授、量子科学和技术研究所所长Barry Sanders 认为，去年，谷歌取得了一项巨大的成果，即量子计算优越性，但这是有争议的。谷歌的结果是，他们拥有一台量子计算机，其性能比其他任何经典计算机都要好。然后，IBM对此提出相反的论点：他们并未完全实现，质疑是否真正达到了量子计算优越性。

    面对“九章”所证明的“量子计算优越性”，Barry Sanders则毫不吝啬地称赞：“我认为这是量子计算领域最重要的成果之一。这个实验不存在争论，取得的结果远远超出了传统机器的模拟能力。这个实验技术挑战非常巨大。为了获得此结果，他们必须解决许多非常困难的技术问题。仅仅在技术层面上，他们所取得的成就也令人印象深刻。这是人们梦寐以求的实验，他们做成了，让梦想走进现实。”

    毕竟，经典算法的发展以及超算上的工程化实现，还有提升空间。“量子优越性”本身也是经典计算和量子计算博弈和演进的过程。谷歌宣称的“量子优越性”，目的仅仅是为了在实验上证明量子计算机确实有超越目前最强超算的能力，这并不意味着已经实现了实用化的量子计算机。“量子优越性”对于量子计算的发展，仅仅是一个开始。

    对此，潘建伟表示，量子优越性实验并不是一蹴而就的工作，而是更快的经典算法和不断提升的量子计算硬件之间的竞争，最终量子并行性会产生经典计算机无法企及的算力。