玻色取样量子计算迈出关键一步

中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟等人与中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员尤立星以及德国、荷兰科学家合作，在国际上实现了20光子输入6060模式干涉线路的玻色取样量子计算，输出了复杂度相当于48个量子比特的希尔伯特态空间，其维数高达370万亿。这项工作在光子数、模式数、计算复杂度和态空间4个关键指标上大幅超越之前的国际纪录，其中，态空间维数比国际同行之前的光量子计算实验高百亿倍。近日，论文发表于《物理评论快报》。

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。

中国科大潘建伟、陆朝阳研究组利用自主发展的国际最高效率和最高品质单光子源、最大规模和最高透过率的多通道光学干涉仪，并通过与尤立星在超导纳米线高效率单光子探测器方面的合作，成功实现了20光子输入6060模式干涉线路的玻色取样实验。与国际同行的类似工作相比，实验成功操纵的单光子数增加了5倍，模式数增加了5倍，取样速率提高了6万倍，输出态空间维数提高了百亿倍。其中，由于多光子高模式特性，输出态空间达到了370万亿维数。

实验将玻色取样推进到一个全新的区域无法通过经典计算机直接全面验证该玻色取样量子计算原型机，朝着演示量子计算优越性的科学目标迈出了关键一步。

相关论文信息https://doi./10.1103/PhysRevLett.123.250503