通信技術(shù) “九章”量子計算優(yōu)越性遭北大院士質(zhì)疑潘建偉陸朝陽長文回應(yīng) “九章”量子計算優(yōu)越性遭北

2020 年 12 月 4 日，我國成功達到量子計算研究第一個里程碑量子計算優(yōu)越性（Quantum Computational Advantage）的新聞刷屏。當(dāng)天，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布，由潘建偉、陸朝陽領(lǐng)銜的研究團隊構(gòu)建了 76 個光子 100 個模式的量子計算原型機“九章” 。相關(guān)研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊 Science ，題為 Quantum computational advantage using photons（用光子進行量子計算的優(yōu)越性）。

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當(dāng)時這一消息受到國內(nèi)外各大媒體的報道，引發(fā)網(wǎng)友熱議。不過，北京大學(xué)教授涂傳詒曾先后兩次就“九章”發(fā)文表示質(zhì)疑，對此兩位“九章”作者潘建偉、陸朝陽做了回復(fù) 。
目前， “如何看待北大涂傳詒院士等人質(zhì)疑“九章”：不是量子計算機、沒有實現(xiàn)“量子霸權(quán)”？應(yīng)該如何正確認識？”這一話題已登上知乎熱榜，瀏覽數(shù)超 113 萬。

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【通信技術(shù)|“九章”量子計算優(yōu)越性遭北大院士質(zhì)疑潘建偉陸朝陽長文回應(yīng)】中國量子計算原型機“九章”問世
“九章”是 76 個光子的量子計算原型機，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中科院上海微系統(tǒng)所、國家并行計算機工程技術(shù)研究中心合作構(gòu)建而成。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)官方表示：

根據(jù)現(xiàn)有理論，這一量子計算系統(tǒng)處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍（“九章”一分鐘完成的任務(wù) ，超級計算機需要一億年）。等效地，其速度比 2019 年谷歌發(fā)布的 53 個超導(dǎo)比特量子計算原型機“懸鈴木”快一百億倍。

通信技術(shù) “九章”量子計算優(yōu)越性遭北大院士質(zhì)疑潘建偉陸朝陽長文回應(yīng)

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【“九章”光路系統(tǒng)原理圖（圖源中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)官網(wǎng)）】
關(guān)于高斯玻色采樣，《知識分子》曾做過解釋：它是一種復(fù)雜的采樣計算，其計算難度呈指數(shù)增長，很容易超出目前超級計算機的計算能力，適合量子計算機來探索解決。它是 “玻色采樣” 的一種，而玻色采樣是量子信息領(lǐng)域第一個在數(shù)學(xué)上被嚴格證明可用于演示量子計算加速的算法。
也就是說，通過高斯玻色取樣， “九章”的量子計算優(yōu)越性得到了證明。
另外，其量子計算優(yōu)越性不依賴于樣本數(shù)量，克服了谷歌“懸鈴木”53 比特隨機線路取樣實驗中量子優(yōu)越性依賴于樣本數(shù)量的漏洞。“九章”輸出量子態(tài)空間規(guī)模達到了 10 的 30 次方（“懸鈴木”輸出量子態(tài)空間規(guī)模是 10 的 16 次方，目前全世界的存儲容量是 10 的 22 次方）。
這一成果表明我國量子計算機算力已全球領(lǐng)先，也受到了諸多認可，比如：

Science 審稿人評價：這是一個最先進的實驗、一個重大成就。
德國馬克斯·普朗克量子光學(xué)研究所所長、沃爾夫獎得主、富蘭克林獎?wù)碌弥?Ignacio Cirac 表示：這是量子科技領(lǐng)域的一個重大突破，朝著研制相比經(jīng)典計算機具有量子優(yōu)勢的量子設(shè)備邁出了一大步。
麻省理工學(xué)院副教授、美國青年科學(xué)家總統(tǒng)獎得主、斯隆獎得主 Dirk Englund 評價：這是一項劃時代的成果。
加拿大卡爾加里大學(xué)教授、量子科學(xué)和技術(shù)研究所所長 Barry Sanders 表示：這是一項杰出的工作，改變了當(dāng)前的格局。

北大教授兩次發(fā)文質(zhì)疑
不過，正如很多科研成果一樣， “九章”也同樣受到了質(zhì)疑。
公開資料顯示，發(fā)出質(zhì)疑聲音的涂傳詒教授，系空間物理學(xué)家、中國科學(xué)院院士、第三世界科學(xué)院院士，也是北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授、博生生導(dǎo)師。涂傳詒教授 1964 年畢業(yè)于北京大學(xué)地球物理系，主要研究領(lǐng)域包括空間物理學(xué)、太陽風(fēng)湍流、太陽風(fēng)動力學(xué)與日球?qū)游锢淼?。