1.15张图告诉你首台光量子计算机有多牛；
2.潘建伟：中国量子计算将如“雨后春笋”；
3.光量子计算机诞生,陆朝阳:这个时代需要仰望星空的年轻人；
4.世界首台量子计算机“中国造”，创世界纪录！
5.量子计算机，开启中国速度
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1.15张图告诉你首台光量子计算机有多牛；
5月3日，中国科学技术大学教授、中国科学院院士潘建伟在上海宣布，中国科研团队成功构建光量子计算机，首次演示了超越早期经典计算机的量子计算能力。
据潘建伟介绍，这次实验最重要的是实现了两大突破：首先，这是由中国科研团队完成的世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机；其次，这也是世界上纠缠数目最多（10个）的超导量子比特处理器。
这两大突破背后有何意义？量子计算机与传统计算机有何不同？以及，在量子计算领域，中国与其他国家相比实力如何？在当天的新闻发布会上，潘建伟教授用15张PPT作了解释。澎湃新闻（www.thepaper.cn）获得授权转发。
在理解量子计算机之前，我们首先需要知道什么是量子纠缠和量子叠加原理。按照经典计算机的设计原理，科学家们在传统芯片的晶体管中，用0和1的二进制来表示信息。但在量子力学的世界里，依据量子的物理性质，它能够呈现叠加状态，能同时表示0和1。处于叠加态的量子比特能以一种叫做量子纠缠的现象相互联系，简单来说，就是一个量子比特的行为能瞬间影响到另一个量子比特。
依据量子比特的特殊性，著名物理学家理查德·费曼最早提出了量子计算机。按照他当时的设想，如果用量子系统构成的计算机来模拟量子现象，运算时间可大幅度减少。量子计算机的概念从此诞生。
费曼对量子计算机概念的阐述还有个经典的应用场景描述：你被要求5分钟内在国会图书馆某一本书的某页上找到一个大写字母“X”，这几乎是不可能的，因为那里有5000万册书。但是如果你处于5000万个平行现实中，每个现实都可以查看不同的书籍，那么你肯定能在其中某个现实中找到这个“X”。在这个假设中，普通计算机就像是前一种情形中疯子般的那个你，需要在5分钟内找遍尽可能多的书。而量子计算机却能复制出5000万个你，每个只需翻找一本书即可。
正是因为量子计算机有如此“神奇”的作用，除了中国在该领域有研究投入外，美国和欧洲的政府部门、大型科技公司和前沿实验室都对量子计算产生了极大的兴趣。
谷歌、IBM和微软等公司都已发布各自的量子计算机研究计划。毫无疑问，目前谷歌仍是量子计算领域的领头羊。此前，谷歌曾宣布将在今年推出49 量子比特的量子计算机。
潘建伟团队的此次实验，使得中国的超导体系量子计算机研究，进入世界一流水平行列。首先，这次的光量子计算机原型机的取样速度比国际同行类似的实验加快至少24000倍；通过和经典算法比较，这也比人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机运行速度快10倍至100倍。
另外，这次研究团队自主研发了10比特超导量子线路样品，通过发展全局纠缠操作，成功实现了目前世界上最大数目的超导量子比特的纠缠和完整的测量。更进一步的是，研究团队利用超导量子线路演示了求解线性方程组的量子算法，证明了通过量子计算的并行性加速求解线性方程组的可行性。
10个比特超导线路，也让该团队在超导体系打破了之前由谷歌、美国航天航空局和加州大学圣芭芭拉分校创下的9个超导量子比特的操纵记录。
2016年，潘建伟团队首次成功实现“十光子纠缠”。多粒子纠缠操纵作为量子信息处理基本能力的核心指标，近年来一直是国际学界角逐的焦点。操纵的纠缠光子数目越多，量子信息处理能力就会呈指数增长，但同时实验实现的难度也急剧增加。
经过努力，潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等，联合浙江大学王浩华教授研究组，把比特数目扩展到10个，并制备了10比特的纠缠GHZ态，保真度大于66%，据介绍，在目前公开的结果中，这是超导量子比特系统中纠缠的数目最多的。
从最初的3比特，到5比特，到6比特，再到如今的10比特，潘建伟说，此次测试的成功标志着中国在超导量子比特集成系统的设计制备、控制与测量等各方面都打下了坚实的基础。根据计划，潘建伟的研究团队将在今年年底实现大约20个光量子比特的操纵，20个超导量子比特样品的设计、制备和测试，量子计算机的速度将会成指数增长。
澎湃新闻
2.潘建伟：中国量子计算将如“雨后春笋”；
中新社上海5月3日电题：潘建伟：中国量子计算将如“雨后春笋”
47岁的中国科学技术大学教授、中国科学院院士潘建伟，再一次站在聚光灯下。5月3日，他代表团队在上海宣布两件关于量子的喜讯：成功研制世界首台超越早期经典计算机的量子计算机；成功实现目前世界上最大数目(10个)超导量子比特纠缠。
相关成果分别发表于国际学术期刊《自然·光子学》和《物理评论快报》，引起海内外广泛关注。
量子计算机，图来自网络
“我们实现的是量子计算基础研究领域的第一步，一小步，但也是重要的一步。”面对蜂拥而至的媒体，潘建伟穿着惯常的驼色绒衫平静地说。
学界公认量子计算基础研究有“三步走”。第一步是展示超越首台电子计算机的计算能力，第二步是展示超越商用中央处理器的计算能力，第三步是展示超越超级计算机的计算能力。
潘建伟与陆朝阳课题组制造出的光量子计算原型机，计算速度超越了71年前诞生的世界首台经典算法计算机埃尼阿克(ENIAC)。一位审稿人评价：“你们构建了第一代‘ENIAC’量子机器。”
与此同时，朱晓波、王浩华、陆朝阳和潘建伟等科学家协同工作，成功实现10个超导量子比特的高精度操纵，打破了美国方面在2015年创造的9个超导量子比特操纵的纪录。
30年前，潘建伟考入中国科学技术大学近代物理系，与量子结缘。21年前，潘建伟师从量子力学大师塞林格，当被导师问及梦想，他脱口而出：“我要在中国建一个世界一流的量子物理实验室。”
如今作为中国量子领域研究的领军者，潘建伟雄心勃勃。他并不满足这两项最新成果，而是瞄准更高的要求。他说，要在2017年底实现大约20个光量子比特的操纵，同时制备出20个超导量子比特样品。他还说，要到2020年做到45至50个光量子比特的操纵，最终实现量子计算超越经典超级计算机的“量子称霸”目标。
由于量子计算的巨大潜在价值，欧美各国都在积极整合各方面研究力量和资源开展协同攻关，大型高科技企业如谷歌、微软、IBM等早早布局量子计算研究。中国的科研院校及企业也必须参与这场国际竞争。
出生在浙江省，潘建伟用当地常见的“笋”来比喻中国量子计算领域的发展。他描绘说，笋尖刚长出来时进展较为缓慢，一旦长起来便越来越快。他说中国的量子计算就如“春笋”，“我们的爆发式增长已到了相变点”。
潘建伟有此判断，一方面是基于中国科学家多年积累。以他的团队为例，从1999年突破4光子纠缠操纵到2016年首次实现10光子纠缠操纵，他们始终“领跑”国际。
另一方面是国内已形成协同创新的良好风气，比如最新成果是由中国科学技术大学、浙江大学、中国科学院物理研究所等合作完成，并且得到中国科学院—阿里巴巴量子计算实验室等方面的资助。
“未来将面临激烈的竞争，我希望结合国家实验室建设，让许多研究者面向同一个目标，集中全国力量去攻克量子计算机，突破国外的封锁。”潘建伟微笑着说，“保守一点说，用5至10年时间造出几台解决材料设计、化学研究、物理研究等需求的专用量子计算机”。
3.光量子计算机诞生,陆朝阳:这个时代需要仰望星空的年轻人；
5月3日，中国科学家向世界宣布：世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生了！这是中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟及其同事陆朝阳、朱晓波等，联合浙江大学王浩华教授研究组攻关突破的成果。与此同时，35岁的陆朝阳收到了又一条消息——他荣获第21届中国青年五四奖章。
“很荣幸获得这份荣誉，这是对潘建伟团队工作的肯定，体现了国家对科技工作者的重视。”陆朝阳身上有着明显的中科大人的气质，他们低调、内敛、安静、执着，在谈起科研成果时，习惯“回避”个人的功劳，将“团队”的贡献放在首位。
在量子物理研究领域，这是一个举世瞩目的年轻团队。2016年，代表中国自然科学领域最高奖项的国家自然科学奖一等奖在万众瞩目中揭晓，中国科学技术大学潘建伟、彭承志、陈宇翱、陆朝阳、陈增兵为主要完成人的“多光子纠缠及干涉度量”团队获此殊荣。值得一提的是，该团队的成员均为70后、80后青年科学家。
陆朝阳结缘量子，始于2003年的秋天。2000年，陆朝阳以优异的成绩考入中国科技大学物理系。大三时，正在选择硕士研究方向的他，在一次校园聚会上结识了归国不久的潘建伟老师。当潘建伟向一批本科生描绘起奇幻瑰丽的量子世界时，陆朝阳立马受到了感召，随后，已经取得校内研究生保送资格的他，放弃了原先的微电子专业方向，改为从事量子物理研究。
光子，或被称为“光量子”，是电磁辐射的最小的基本单位。在量子世界，光子具有很多人们所熟悉的物理世界里不存在的奇妙现象。比如，一个光子可以同时处于不同状态的相干叠加态。两个光子可以处于一种称为量子“纠缠”的状态，它们之间不管相距多么遥远，存在着被爱因斯坦称为“鬼魅般的相互作用”的效应。有趣的是，就是这些奇妙的规律，使得并行的、比经典计算有指数级加速的量子计算成为可能。
2008年，陆朝阳走出国门，进入剑桥大学卡文迪许实验室转向固态量子光学的研究。在此期间，他首次实现了单电子自旋的非破坏性测量，为固态量子计算解决了基础性难题，该成果发表在《自然》杂志上。2011年年初，即将博士毕业的陆朝阳成为入选比例仅有1%的剑桥大学丘吉尔学院的研究员。陆朝阳坦言，他与潘建伟老师有一个“君子之约”，学成后立马回归，报效国家。“潘老师之所以送我出来，是他对于团队建设的提前‘布局’，让我们了解、学习国际最前沿的技术，把新的理论和方法带回国。”
陆朝阳的手机里至今保存着潘建伟发来的一条短信。2009年的一天，潘建伟在北京参观完“复兴之路”主题展后，给大洋彼岸的学生们分别发去了短信：“希望你们努力学习，早日归来，为民族复兴作出贡献！”
对于自己的回归，陆朝阳始终觉得，没有什么好“煽情”的。他在与学弟学妹交流时常常表达这一观点：“同样做一项科研，如果能在国内做，就算更艰苦些，为什么不回去做呢？那样更有成就感。”
在他看来，今天中国的科技发展水平，与钱学森、郭永怀等一批知识分子归来的那个百废待兴的时代，已经不可同日而语。自己置身的这个学术团队无论在学术水平、还是在实验条件上都处在世界领先水平。“潘老师团队已经形成人才回流效应，在这一领域，真正一流的学者都被吸引回来了。”
陆朝阳、陈宇翱、彭承志等青年学者纷纷全职回归潘建伟团队，他们对光量子操纵方法进行了深入、系统的研究，系统地发展了多光子纠缠操纵技术，并创新性地应用于量子通信、量子计算等多个研究方向，引领和推动了多光子纠缠干涉量度学的发展，取得了广域量子通信和光学量子信息处理等领域的系统性关键突破，并将量子保密通信技术真正带入实际应用。
如今，位于中科大量子工程中心一楼大厅的显著位置，铭刻着著名物理学家、中科大近代物理系首任系主任赵忠尧生前的一段话：“回想自己一生，经历过许多坎坷，唯一希望的就是祖国繁荣昌盛、科学发达，我们已经尽了自己的力量，但国家尚未摆脱贫困与落后，尚需当今与后世无私的有为青年再接再厉，继续努力。”
和许多青年科学家一样，陆朝阳每天路过此处，都会思绪万千。“做学问需要顶天立地，在基础理论研究中进行最前沿的探索，把成果转化为实际运用，服务经济社会的发展。”陆朝阳说，“这个时代需要仰望星空的年轻人，我们应当勇于担当，甘于坚守。” 中国青年报
4.世界首台量子计算机“中国造”，创世界纪录！
集微网5月3日消息，中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等，联合浙江大学王浩华教授研究组在上海召开新闻发布会，正式宣布研制出世界首台超越早期经典计算机的单光子量子计算机。
这是历史上第一台超越早期经典计算机的基于单光子的量子模拟机，分别在基于光子和超导体系的量子计算机研究方面取得了两项重大突破性进展，也为最终实现超越经典计算能力的量子计算这一国际学术界称之为“量子称霸”的目标奠定了坚实的基础。
量子计算机是指利用量子相干叠加原理，在理论上具有超快的并行计算和模拟能力的计算机。随着可操纵的微观粒子数增加，量子计算机的计算能力将呈指数增长。目前，国际学术界在基于光子、超冷原子和超导线路体系的量子计算技术发展上总体较为领先。
曾有人打过一个比方：如果现在传统计算机的速度是自行车，量子计算机的速度就好比飞机。例如，一台操纵50个微观粒子的量子计算机，对特定问题的处理能力可超过目前最快的“神威·太湖之光”超级计算机。
由于量子计算的巨大潜在价值，欧美各国都在积极整合各方面研究力量和资源，开展协同攻关，同时，大型高科技公司如谷歌、微软、IBM等也强势介入量子计算研究。
成为世界首台超越经典算法计算机ENIAC的光量子计算机
据潘建伟教授介绍，研究团队在多光子纠缠领域始终保持着国际领先水平，并于 2016 年底把纪录刷新至十光子纠缠。在此基础上，团队利用自主发展的综合性能国际最优的量子点单光子源，通过电控可编程的光量子线路，构建了针对多光子“玻色取样”任务的光量子计算原型机。
最新实验测试表明，该原型机的“玻色取样”速度比国际同行之前所有类似的实验加快至少 24000 倍，比人类历史上第一台电子管计算机（ENIAC）和第一台晶体管计算机（TRADIC）运行速度快 10-100 倍。
潘建伟教授透露，计划在2017年年底实现约20个光量子比特的操纵，面向量子计算能力超越经典计算能力的终极目标继续前行。
打破世界纪录，实现10个超导量子比特纠缠
在超导体系，研究团队打破了2015年由美国谷歌公司、美国航天航空局和加州大学圣芭芭拉分校公开报道的九个超导量子比特的操纵，实现了目前世界上最大数目（十个）超导量子比特的纠缠，并在超导量子处理器上实现了快速求解线性方程组的量子算法。使我国在超导体系量子计算机研究领域也进入世界一流水平行列。
潘建伟教授透露，研究团队正在致力于20个超导量子比特样品的设计、制备和测试，并计划于今年年底前发布量子云计算平台。
据悉 ，上述工作由中国科学技术大学、浙江大学、中科院物理所等协同完成，受到了中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室、国家自然科学基金委、科技部和教育部2011计划等的资助。此外，研究团队的系列成果已发表于国际权威学术期刊《自然光子学》和《物理评论快报》上。
5.量子计算机，开启中国速度
3日，科研人员在中科院量子信息和量子科技创新研究院上海实验室内调整操作台上的激光干扰器。新华社记者 方 喆摄
日前，中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳教授、朱晓波教授等，联合浙江大学王浩华教授研究组，在基于光子和超导体系的量子计算机研究方面取得了系列突破性进展。3日，该研究团队正式发布了这一系列研究成果。
潘建伟在现场宣布，在光学体系，研究团队在去年首次实现十光子纠缠操纵的基础上，利用高品质量子点单光子源构建了世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机。
在超导体系，研究团队打破了之前由谷歌、NASA（美国国家航空航天局）和UCSB（加州大学圣塔芭芭拉分校）公开报道的9个超导量子比特的操纵，实现了目前世界上最大数目（10个）超导量子比特的纠缠，并在超导量子处理器上实现了快速求解线性方程组的量子算法。
系列成果已发表在国际权威学术期刊《自然光子学》，即将发表在《物理评论快报》上。
传统电子计算机要算15万年的难题，量子计算机只需1秒
1981年，美国物理学家费曼指出，由于量子系统具有天然的并行处理能力，用它所实现的计算机很可能会远远超越经典计算机。1994年，麻省理工学院的Peter Shor教授提出分解大质因数的高效量子算法，量子计算引发了世界各国的强烈兴趣。
“由于量子比特是0和1的叠加态，在原理上具有超快的并行计算和模拟能力，计算能力随可操纵的粒子数呈指数增长。这一特点使得量子计算可为经典计算机无法解决的大规模计算难题提供有效解决方案。”潘建伟说，“比如，300位10进制那么长数，用我们目前万亿次的传统电子计算机拿来算的话，大概需要算15万年。但如果能够造出一台量子计算机，它计算的频率也是万亿次的话，只需要1秒钟就可以算完。从这个角度上讲，量子的并行计算能力是非常强大的。”
此外，一台操纵50个微观粒子的量子计算机，对特定问题的处理能力可超过超级计算机。
那哪些算特定问题呢？
朱晓波说：“比如说大数字分解，这个是用于现在加密的一个标准的算法。那么你如果能解一个大数字分解，就能解密现在很多的加密算法。如果很多加密算法都失效了，国家金融安全、军事安全等都会受到严重影响。还有，量子计算机做到一定规模之后，很有可能实现大数据的快速搜索，以后在解决搜索问题的时候就具有巨大的优势。”
据专家介绍，根据各物理体系内在优势及其在实现多粒子相干操纵和纠缠方面的发展现状和潜力，目前，国际学术界在基于光子、超冷原子和超导线路体系的量子计算技术发展上总体较为领先。
研究仍处早期，我国计划在年底实现大约20个光量子比特的操纵
多粒子纠缠的操纵作为量子计算的核心资源，一直是国际角逐的焦点。在光子体系，潘建伟团队在多光子纠缠领域始终保持着国际领先水平，并于2016年底把纪录刷新至十光子纠缠。在此基础上，团队此次利用自主发展的综合性能国际最优的量子点单光子源，通过电控可编程的光量子线路，构建了针对多光子“玻色取样”任务的光量子计算原型机。
潘建伟说：“实验测试表明，该原型机的‘玻色取样’速度不仅比国际同行类似的之前所有实验加快至少2.4万倍，同时，通过和经典算法比较，也比人类历史上第一台电子管计算机（ENIAC）和第一台晶体管计算机（TRADIC）运行速度快10—100倍。”
这是历史上第一台超越早期经典计算机的基于单光子的量子模拟机，为最终实现超越经典超级计算能力的量子计算这一国际学术界称之为“量子称霸”的目标奠定了坚实的基础。
“量子计算领域有几个大家共同努力的指标性节点：第一，展示超越首台电子计算机的计算能力；第二，展示超越商用CPU的计算能力；第三，展示超越超级计算机的计算能力。我们实现的只是其中的第一步，也是一小步，但是是重要的一步。”潘建伟说。
“朝着这个目标，我们研究团队将计划在今年年底实现大约20个光量子比特的操纵，将接近目前最好的商用CPU。”陆朝阳说。
但由于高精度量子操控技术的极端复杂性，目前量子计算研究仍处于早期发展阶段。“像经典计算机那样具有通用功能的量子计算机最终能否研制成功，对整个科学界还是个未知数。”潘建伟说。
在信息安全、医学检测、导航等方面，量子技术未来将极大地改变生活
随着大数据时代的到来，对计算能力的需求可以用一个词来形容，就叫做“贪得无厌”。同时，计算能力的强弱也对社会的发展起着至关重要的作用。当人们能够把数据里面有效的数据结果都通过计算给提取出来的话，每一个数据才会成为真正的财富。
谈到量子计算机未来的应用前景，潘建伟充满信心：“我认为量子技术领域目前主要有几个方面离实用非常近：量子通信主要是用在保密方面，它可以大大提高信息安全水平。除此之外，量子计算可能很快在某些特定计算方面超越目前传统的超级计算。这些技术在医学检测、药物设计、基因分析、各种导航等方面也将起到巨大的作用，会给我们的生活带来极大的改变。比如，我们现在的天气预报只能预报几天，因为如果要预报第六天、第七天，计算的时间可能需要100天，而100天后再来预测第六七天的天气就没什么意义了。”
据潘建伟介绍，在我国即将启动的量子通信和量子计算机的重大项目里，对光、超导、超冷原子等方向上都已经做了相应的布局。
“在以后的10到15年里，量子技术领域的竞争将是非常激烈的。比如英国启动了国家量子技术专项、欧盟启动了量子旗舰专项、美国在论证相应的计划。包括谷歌、IBM、微软等在内的一些美国公司也都介入到相关研发了。”潘建伟说。 人民日报
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