中国科学技巧大学潘建伟、陆向阳、刘乃乐等构成的征询团队基于“九章”光量子筹算原型机完成了对“广大子图”和“Max-Haf”两类图论问题的求解，通过实验和表面征询了“九章”处理这两类图论问题为搜索算法带来的加快一个色农夫导航，及该加快关于问题领域和实验噪声的依赖关系。该征询服从系初度在具有量子筹算优胜性的光量子筹算原型机上开展的面向具有应用价值问题的实验征询。关联论文近日以“剪辑推选”的体式发表在海外著名学术期刊《物理指摘快报》上，并被Physics网站专题报谈。

图片1：“九章”量子筹算原型机与图论问题对应关系旨趣暗意图

　　量子筹算机的物理达成是现时科技前沿的紧要挑战之一。海外学术界对量子筹算的实验发展制定了三步走的道路图，其中第一步是达成“量子筹算优胜性”。“量子筹算优胜性”是指，通过高精度地足下近百个物理比特，高效求解超等筹算机无法在合理时刻内惩办的特定的高复杂度数知识题。这一步的意旨在于初度从实验上可信地证实量子筹算加快，并挑战“扩张的丘奇—图灵论题”。

　　2019年底，好意思国谷歌公司讹诈超导量子比特秘书达成“量子筹算优胜性”，但随之经典模拟算法获得快速发展，谷歌的这一声称受到挑战。2020年，中国科大潘建伟团队得手构建了76个光子100个阵势的高斯玻色取样量子筹算原型机“九章”，初度达到基于光子的“量子筹算优胜性”里程碑。2021年，潘建伟团队进一步得手研制了 “祖冲之二号”和“九章二号”，使得我国成为惟一在两种技巧道路王人达到了“量子筹算优胜性”的国度。

　　现在，仅有谷歌、中国科大、以及加拿大Xanadu三个团队达成了“量子筹算优胜性”的方针。而只消在达成“量子筹算优胜性”的基础上，量子筹算应用的实验征询才有望带来量子加快。因此，海外学术界下一阶段的一个迫切科研方针是探索讹诈量子筹算原型机演示具有实用价值的问题的求解。

　　近期，潘建伟团队在陆续发展更高质地和更强拓展性的光量子筹算原型机的同期，开展了将“九章”所现实的高斯玻色采样任务应用于图论问题的征询探索。图论发祥于著名的“哥尼斯堡七桥问题”，被平方用于描画事物之间的关系，举例酬酢网罗、分子结构和筹算机科学中的很多问题均可对应到图论问题。高斯玻色采样与图论问题具有细致的数学经营，通过将高斯玻色采样斥地的每个输出端口映射到图的及其，将每个探伤到的光子映射到子图的及其，征询东谈主员不错讹诈实验得到的样本加快搜索算法寻找具有更大密度或Hafnian的子图的历程，从而匡助这两类图论问题的求解。这两类图论问题在数据挖掘、生物信息、网罗分析和某些化学模子征询等领域具有迫切应用。该使命中，征询东谈主员初度讹诈“九章”现实的高斯玻色采样来加快赶快搜索算法和模拟退火算法对图论问题的求解。征询东谈主员在实验中使用了普及20万个80光子符共计数样本，比较各人最快超等筹算机使用现时最优经典算法精准模拟该实验的速度快约1.8亿倍。

　　该论文第一作家是博士征询生邓宇皓、龚念念秋、顾义超。上述面孔受到了安徽省、科技部、中科院、上海市和基金委的解救。

　　论文衔接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.190601

　　Physics网站报谈：https://physics.aps.org/articles/v16/s64一个色农夫导航