近日，由中國科學技術大學潘建偉院士領銜的量子光學和量子信息團隊的陸朝陽、劉乃樂研究小組，在國際上首次成功實現(xiàn)了用量子計算機求解線性方程組的實驗。
相關成果發(fā)表在6月7日出版的《物理評論快報》上，審稿人評價“實驗工作新穎而且重要”，認為“這個算法是量子信息技術最有前途的應用之一”。
據(jù)介紹，線性方程組廣泛應用于幾乎每一個科學和工程領域。日常的氣象預報，就需要建立并求解包含百萬變量的線性方程組，來實現(xiàn)對大氣中溫度、氣壓、濕度等物理參數(shù)的模擬和預測。而高準確度的氣象預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也至少需要幾百年。
美國麻省理工學院教授塞斯·羅伊德等提出了用于求解線性方程組的量子算法，認為借助量子計算的并行性帶來指數(shù)級的加速，將能遠遠超越現(xiàn)有經(jīng)典計算機的速度。根據(jù)理論預計，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將只需要10秒鐘。
該研究團隊發(fā)展了世界領先的多光子糾纏操控技術，成功運行了求解一個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。實驗的成功標志著我國在光學量子計算領域保持著國際領先地位。