日前，九三學(xué)社中央委員、中國科技大學(xué)教授潘建偉小組與英國牛津大學(xué)的研究人員合作，在國際上首次利用光量子計算機實現(xiàn)了Shor量子分解算法。其研究成果發(fā)表在近日出版的美國權(quán)威物理學(xué)期刊《物理評論快報》上，標志著我國光學(xué)量子計算研究達到了國際領(lǐng)先水平。

量子分解算法是1995年美國科學(xué)家Peter Shor提出的，是迄今量子計算領(lǐng)域最著名的算法。它利用量子計算的并行性，可以快速分解出大數(shù)的質(zhì)因子，將使量子計算機很容易破解目前廣泛使用的密碼如RSA公鑰加密系統(tǒng)，嚴重威脅到銀行、網(wǎng)絡(luò)和電子商務(wù)等的信息安全以及國家安全。因此，Shor算法的提出迅速引起了世界各國對量子計算研究的高度關(guān)注。 然而，Shor算法在量子計算機上的實驗實現(xiàn)一直是國際公認的難題。2001年，美國IBM公司和斯坦福大學(xué)合作，利用核磁共振技術(shù)演示了分解15的實驗。但是由于核磁共振的固有缺陷，他們的實驗不能顯示該算法的量子屬性，也無法擴展到更多比特，限制了進一步的應(yīng)用。 為實現(xiàn)真正具有量子特性的Shor算法，潘建偉小組選擇光子比特這樣一種抗退相干能力強、單比特操縱精確的物理體系，系統(tǒng)地發(fā)展了一套國際領(lǐng)先的多光子相干操縱和糾纏態(tài)制備的實驗技術(shù)。經(jīng)過艱苦的方案設(shè)計和實驗摸索，潘建偉等人與牛津大學(xué)研究人員合作，在國際上首次用光子比特、也是首次用真正的純態(tài)量子系統(tǒng)，實驗演示了關(guān)鍵性的Shor算法，實現(xiàn)了“15=3×5”這一質(zhì)因子分解，并且確認了量子計算中多體純糾纏的存在，驗證了量子加速的根本原因。潘建偉認為，盡管現(xiàn)在的量子計算機還顯得非常粗糙幼稚，就像一個蹣跚學(xué)步的嬰兒。然而一旦發(fā)展成熟，它的計算能力將超越所有的經(jīng)典計算機。

該成果得到了國際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注和認可。美國物理學(xué)會以《量子計算的重大突破》為題發(fā)布新聞，稱贊“這一富有創(chuàng)造性的工作將有助于進一步應(yīng)用于物理化學(xué)建模和超快搜索”。英國科技新聞雜志《新科學(xué)家》以《量子計算威脅我們的機密數(shù)據(jù)》為題，對這項成果作了長篇報道，稱“出現(xiàn)能運行Shor算法的量子計算機具有極為深遠的意義：這意味著未來量子計算將能夠輕松地破解我們的銀行賬號以及商業(yè)和電子商務(wù)數(shù)據(jù)使用的密碼”。