挑战「九章」计算优势的光子量子计算机现身。作者：西西
编辑：陈彩娴
近日，加拿大多伦多一家初创公司，Xanadu，开发的光子量子计算机 Borealis 登上 Nature，激起全球科技界的热烈讨论。
据称，这台新型计算机仅需 36 微秒即可解决传统超级计算机需要9000年才能完成的问题，其速度超过了目前世界上最快的超级计算机，并且对中国九章 2.0 提出了挑战。
那么，Borealis究竟具有何种神奇之处？与九章相比，它在哪些方面更胜一筹？
1.Borealis 是如何实现其惊人速度和能力？
经典电脑通过开关晶体管来处理数据，而量子电脑利用“量子比特”，能够同时表现为 1 和 0。这意味着单个量位可以进行两次运算，当两个或更多这样的比特相互连接时，他们能够同时进行数百次运算。
这种效能，即所谓“量子优势”，使得当它们达到300个数量级时，比宇宙中原子的数量还要多，可以瞬间执行大量任务。
6月初的一篇文章由 Xanadu团队提交至《Nature》，详细介绍了他们研发的 Borealis。这款新型光质电脑不仅在36微秒内完成了一项传统超级电脑需要9,000年才能完成的任务，而且它是世界上第一台提供给公众使用并具备“量子优势”的设备。
图注：一个由 Borealis 合成三维纠缠态表示，其中每个顶点代表一个压缩状态的比特，每条边代表顶点之间的联系（也称为纠缠）。图源 Xanadu
Xanadu团队指出，他们基于光子的设计优于其他企业如 IBM、谷歌、亚马逊等基于超导电路或捕获离子的设计，因为：
基于超导电路或捕获离子的技术要求极低温度，而基于光子的则可以在室温下运行并集成到现有网络中，有望形成强大的quantum互联网！
谷歌2019年的Sycamore处理器及2021年的中国九章2.0同样基于光，但Borealis在某些方面显示出潜力。
2.Xanadu 的 Borealis 与 九章2.0 相比，更占优势吗？
IEEE Spectrum指出尽管都是以光作为基础，但Borealis有几个独特之处：
九章2.0的一个关键缺陷是不可编程，因此依赖于固定的镜面网络。而Borealis是一个可编程系统，它产生了多达216个压缩序列。
在高斯玻色采样的测试中，Borialis检测到的最大波粒数远超过九章二零一六版本中的113，而平均值为125，是当前最快普通个人computer Fugaku 的7,800万倍！
3.Borialis的一大进步来自其使用新的探测器技术— 光电子分辨探测器而不是阈值探测器。这种改进允许 Borialis 运行速度远超过先前的任何其他装置，使其成为前所未有的巨头。
综上所述，一句话足以表明 Borialis 真是一颗璀璨星辰！
