量子霸权,是指量子计算拥有的超越所有经典计算机的计算能力。在物理实验上,迄今还没有任何一台量子装置在实际实验中展现出这种能力。
随着量子物理装置技术水平的快速发展,实现量子霸权似乎日益临近。称霸标准已成为量子计算领域最重要的科学问题之一。玻色采样问题是一种针对光子(玻色子)系统的量子霸权测试案例。理论上,经典计算机求解玻色采样需要指数量级计算时间,而量子计算只需要多项式量级计算时间。与此同时,相比通用量子计算,玻色采样更容易实现。
2018年9月,《国家科学评论》在线发表了吴俊杰、金贤敏等人的研究成果,报道了玻色采样案例的称霸标准。该项研究中,吴俊杰与金贤敏在“天河二号”超级计算机上完成了玻色采样问题的核心难题——积和式的求解。实际测试的问题规模达到48个光子,并推断出“天河二号”模拟50个光子的玻色采样需要约100分钟。也就是说,一旦实际的量子物理装置实现了每组样本100分钟以内50光子的玻色采样,就在求解这个问题上超过了“天河二号”,实现了量子霸权。
2019年9月20日,科技巨头谷歌(Google)一份内部研究报告显示,其研发的量子计算机成功在3分20秒时间内,完成传统计算机需1万年时间处理的问题,并声称是全球首次实现“量子霸权”。