量子机器 Borealis 使用可编程光子传感器实现计算优势

来自加拿大 Xanadu 和美国国家标准与技术研究院的一组研究人员声称，他们的量子计算机 Borealis 在应对玻色子采样挑战方面取得了计算优势。在他们发表在《自然》杂志上的论文中，该小组描述了他们的计算机以及它在应对挑战时的表现。巴西联邦弗鲁米嫩塞大学的丹尼尔·约斯特·布罗德 (Daniel Jost Brod) 在同一期刊上发表了一篇新闻与观点文章，概述了量子计算的短暂历史以及团队在这项新工作上所做的工作。

随着对可用的量子计算机的工作继续进行，研究小组为他们正在研究的设备增加了更多的能力，然后对它们进行计算优势测试。此类测试旨在表明给定设备能够处理传统计算机需要很长时间才能运行的问题，以至于这样做是不切实际的。

在这项新工作中，研究人员使用光子机器来接受玻色子采样挑战，该机器使用光子来表示量子比特。技术上称为高斯玻色子采样挑战，它涉及准备光状态并引导它们通过分束器网络，然后计算有多少光子到达探测器。现代计算机在尝试挑战时会很快陷入困境，而理论表明量子计算机应该大放异彩。此前应对挑战的努力涉及使用 76 到 113 个光子。该团队在这项新工作中建造的机器能够访问多达 219 个光子，而平均为 125 个——这是一个重大的飞跃。

在运行挑战时，团队发现 Borealis 能够在 36 微秒内完成指定任务。研究人员计算出，传统计算机大约需要 9000 年才能完成相同的任务。研究人员声称，这种差异显示了计算优势。研究人员通过测试北欧化工给出的输出结果更进一步，表明它不能被欺骗，证明它给出的答案是正确的。