容忍光子损失玻色采样实验首次实现

本报讯:中国科学技术大学潘剑伟教授及其同事陆朝扬等人与中国科学院上海微系统与信息技术研究所优利兴集团合作，对量子计算模型“玻色采样”对光子损失的鲁棒性进行了实验研究，证明了能够容忍一定数量光子损失的玻色采样能够有效提高采样率。该研究结果为通过玻色采样实现量子霸权开辟了一条有效途径，最近以《物理评论快报》的“编辑推荐文章”的形式在网上发表。

在量子计算领域，证明量子机器在特定问题上优于经典计算机的实验被国际学术界称为“量子霸权”。2010年，麻省理工学院的研究人员在理论上提出了玻色采样，并严格证明了该模型是实现量子霸权的有效途径之一。然而，玻色采样的实验挑战之一是光子损失。

潘剑伟团队首次探索了在实验中能够容忍光子损失的玻色采样。该团队开发了世界上效率和质量最高的量子点单光子源，并独立开发了集成127个分束器的透射率最高的光量子电路。结合上海微系统研究所尤利西斯团队开发的高性能超导纳米线单光子探测器，实验证明即使丢失一定数量的光子，玻色采样仍然保持其原始的计算复杂度。

与此同时，这种新的玻色采样可以成倍增加采样率。研究结果表明，中国在光量子计算领域继续保持国际领先水平，并朝着超越经典计算能力的量子霸权研究目标又迈进了一步。(科尔津)

中国科学新闻(2018-06-12，第一版集锦)