近日，由中國科學(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)隊的陸朝陽、劉乃樂研究小組，在國際上首次成功實(shí)現(xiàn)了用量子計算機(jī)求解線性方程組的實(shí)驗(yàn)。相關(guān)成果發(fā)表在6月7日出版的《物理評論快報》上，審稿人評價“實(shí)驗(yàn)工作新穎而且重要”，認(rèn)為“這個算法是量子信息技術(shù)最有前途的應(yīng)用之一”。

據(jù)介紹，線性方程組廣泛應(yīng)用于幾乎每一個科學(xué)和工程領(lǐng)域。日常的氣象預(yù)報，就需要建立并求解包含百萬變量的線性方程組，來實(shí)現(xiàn)對大氣中溫度、氣 壓、濕度等物理參數(shù)的模擬和預(yù)測。而高準(zhǔn)確度的氣象預(yù)報則需要求解具有海量數(shù)據(jù)的方程組，假使求解一個億億億級變量的方程組，即便是用現(xiàn)在世界上最快的超級計算機(jī)也至少需要幾百年。

美國麻省理工學(xué)院教授塞斯·羅伊德等提出了用于求解線性方程組的量子算法，認(rèn)為借助量子計算的并行性帶來指數(shù)級的加速，將能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越現(xiàn)有經(jīng)典計算機(jī)的速度。根據(jù)理論預(yù)計，求解一個億億億變量的線性方程組，利用GHz時鐘頻率的量子計算機(jī)將只需要10秒鐘。

該研究團(tuán)隊發(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。實(shí)驗(yàn)的成功標(biāo)志著我國在光學(xué)量子計算領(lǐng)域保持著國際領(lǐng)先地位。