中國(guó)科大在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)線性方程組量子算法

由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士領(lǐng)銜的量子光學(xué)和量子信息團(tuán)隊(duì)的陸朝陽(yáng)、劉乃樂(lè)研究小組，在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)用量子計(jì)算機(jī)求解線性方程組的實(shí)驗(yàn)。

該研究成果發(fā)表在6月7日出版的《物理評(píng)論快報(bào)》上。

線性方程組廣泛地應(yīng)用于幾乎每一個(gè)科學(xué)和工程領(lǐng)域，包括數(shù)值計(jì)算、信號(hào)處理、經(jīng)濟(jì)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。

比如與我們?nèi)粘Ｉ罹o密相關(guān)的氣象預(yù)報(bào)，就需要建立并求解包含百萬(wàn)變量的線性方程組，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣中各種物理參數(shù)（溫度、氣壓、濕度等）的模擬和預(yù)測(cè)。

而高準(zhǔn)確度的氣象預(yù)報(bào)則需要求解具有海量數(shù)據(jù)的方程組，假使要求解一個(gè)億億億變量的方程組，即便是用現(xiàn)在世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)也至少需要幾百年。

潘建偉團(tuán)隊(duì)發(fā)展了世界領(lǐng)先的多光子糾纏操控技術(shù)，成功運(yùn)行了求解一個(gè)2×2線性方程組的量子線路，首次從原理上證明了這一算法的可行性。

審稿人評(píng)價(jià)“實(shí)驗(yàn)工作新穎而且重要”、“這個(gè)算法是量子信息技術(shù)最有前途的應(yīng)用之一”。《物理評(píng)論快報(bào)》把該論文選為重點(diǎn)推介論文，在美國(guó)物理學(xué)會(huì)的網(wǎng)站專門(mén)撰文介紹。

在中科院、科技部、教育部和基金委的長(zhǎng)期支持下，潘建偉團(tuán)隊(duì)對(duì)光學(xué)量子計(jì)算開(kāi)展了系統(tǒng)性和戰(zhàn)略性的研究，取得了一系列開(kāi)創(chuàng)性的成果：2007年在世界上首次用光量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)大數(shù)分解量子肖爾算法、2008年首次實(shí)現(xiàn)量子容失編碼、2009年首次量子模擬任意子的分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)、2010年首次實(shí)現(xiàn)可容錯(cuò)光子邏輯門(mén)、2011年首次實(shí)現(xiàn)非簇態(tài)的單向量子計(jì)算、2012年首次實(shí)現(xiàn)拓?fù)淞孔蛹m錯(cuò)、2013年首次實(shí)現(xiàn)線性方程組量子算法。

上述成果被美國(guó)物理學(xué)會(huì)、英國(guó)物理學(xué)會(huì)、BBC、新科學(xué)家雜志等國(guó)際媒體廣泛報(bào)道，標(biāo)志著我國(guó)在光學(xué)量子計(jì)算領(lǐng)域保持著國(guó)際領(lǐng)先地位。