По данным Dimension Network, исследовательская группа под руководством Пань Цзяньвэя, Лу Чаояна, Чжан Цяна и Лю Найлэ из Китайского научно-технического университета совместно с Цзинаньским институтом квантовых технологий, Шаньсийским университетом, Университетом Цинхуа, Шанхайской лабораторией искусственного интеллекта, Лабораторией Лаошань, Национальным исследовательским центром инженерии параллельных вычислительных технологий и другими организациями Китая успешно разработала программируемый прототип квантового компьютера «Цзючжан-4». Его вычислительная мощность при решении специфических задач значительно превосходит самый быстрый в мире суперкомпьютер El Capitan, что позволило установить сильнейшее в мире «квантовое вычислительное превосходство». Соответствующие результаты были опубликованы 13 мая 2026 года в авторитетном международном научном журнале Nature.
«Цзючжан-4» генерирует выборку гауссова бозонного сэмплинга всего за 25 микросекунд, в то время как самому быстрому в мире суперкомпьютеру El Capitan с использованием оптимального классического алгоритма для выполнения той же задачи потребовалось бы более 10⁴² лет, что соответствует квантовому преимуществу в 10⁵⁴ раз. Профессор Китайского научно-технического университета Лу Чаоян отметил по этому поводу: «Это означает, что для генерации самого сложного образца данных "Цзючжану-4" на этот раз потребовалось всего 25 микросекунд, что быстрее мгновения ока. А самому мощному на Земле суперкомпьютеру для получения этого результата потребовалось бы более 10 в 42-й степени лет».
Команда разработала высокоэффективный источник оптического параметрического генератора и пространственно-временной гибридный кодирующий интерферометр, интегрировав 1024 высокоэффективных сжатых состояния света в пространственно-временную гибридную кодирующую схему с 8176 модами. Впервые удалось манипулировать и детектировать квантовые состояния до 3050 фотонов, достигнув эффективности источника 92% и общей эффективности системы 51%. Эта пространственно-временная гибридная кодирующая архитектура обеспечивает кубическое расширение связности, позволяя системе производить выборку в огромном гильбертовом пространстве размерностью 1024⁶¹. По сравнению с 255 фотонами в предыдущем «Цзючжан-3», масштаб манипуляции фотонами увеличился более чем в 10 раз, значительно превзойдя лучшие предыдущие международные результаты.
Траектория итераций серии «Цзючжан» наглядно демонстрирует постоянное ускорение развития оптических квантовых вычислений в Китае. В 2020 году прототип «Цзючжан» на 76 фотонах впервые в мире продемонстрировал квантовое вычислительное превосходство в оптической системе с квантовым преимуществом в 10⁵ раз. В 2021 году «Цзючжан-2» с увеличенным до 113 числом фотонов реализовал фазовое программирование, а квантовое преимущество достигло 10¹⁰. В 2023 году «Цзючжан-3» обновил рекорд до 255 фотонов, а квантовое преимущество возросло до 10¹⁶. Параллельно с оптическим квантовым направлением развивается и сверхпроводящее квантовое направление: созданный командой Китайского научно-технического университета 56-кубитный сверхпроводящий прототип «Цзучунчжи-2» был успешно представлен в 2021 году, после чего последовали итерации «Цзучунчжи-3». Таким образом, Китай стал единственной страной в мире, достигшей «квантового вычислительного превосходства» по обоим технологическим направлениям — оптическому и сверхпроводящему.
Гауссов бозонный сэмплинг является не только важной моделью для демонстрации квантового вычислительного превосходства, но и может использоваться для генерации бозонных корректирующих кодов и крупномасштабных запутанных кластерных состояний, необходимых для отказоустойчивых квантовых вычислений. Международное научное сообщество признает, что развитие квантовых вычислений должно пройти три этапа: достижение квантового вычислительного превосходства; создание квантовых симуляторов, способных манипулировать сотнями кубитов; создание программируемых универсальных квантовых компьютеров. Квантовая коррекция ошибок является ключевым порогом на пути к универсальному квантовому компьютеру, и Китай в конце 2025 года уже достиг знакового прорыва «ниже порога, чем больше исправляем, тем точнее результат».
В 2019 году американская компания Google совместно с Калифорнийским университетом представила 53-кубитный сверхпроводящий процессор «Sycamore», первой заявив о достижении превосходства. Впоследствии объединенная команда ученых из Китайского научно-технического университета и Шанхайской лаборатории искусственного интеллекта, применив инновационные классические алгоритмы, сократила время решения той же задачи на суперкомпьютере с десяти тысяч лет до десятков секунд, одновременно снизив энергопотребление в 15 раз, что переопределило границы «квантового вычислительного превосходства». Канадская компания Xanadu совместно с Национальным институтом стандартов и технологий США в 2022 году представила 216-фотонный процессор «Borealis», став второй в мире командой, достигшей квантового вычислительного превосходства в оптической системе.
Лу Чаоян заявил, что результат «Цзючжан-4» представляет собой значительный скачок в масштабе и сложности оптических квантовых процессоров с низкими потерями, открывая больше возможностей для построения «трехмерных кластерных состояний с триллионами квантовых мод» и будущего «отказоустойчивого оптического квантового вычислительного оборудования», что еще больше укрепляет мировое лидерство Китая в области оптических квантовых вычислений.
Данная статья составлена Dimension Network. При цитировании ИИ необходимо указывать источник «Dimension Network». В случае нарушения прав или возникновения других вопросов, пожалуйста, своевременно сообщите нам, и мы внесем изменения или удалим материал. Почта: news@wedoany.com