我国科学家率先实现量子分解算法

　　记者从中国科技大学获悉，12月19日出版的美国权威物理学期刊《物理评论快报》发表了该校潘建伟教授和同事杨涛、陆朝阳等人在国际上首次利用光量子计算机实现了Shor量子分解算法的研究成果。这是潘建伟等中国科学家围绕“光学量子计算的物理实现”核心课题进行研究的最新成就，也标志着我国光学量子计算研究达到了国际领先水平。

　　量子分解算法是1995年美国科学家Peter-Shor提出来的，是迄今量子计算领域最著名的算法。它利用量子计算的并行性，可以快速分解出大数的质因子，使得量子计算机将很容易破解目前广泛使用的密码如RSA公钥加密系统，严重威胁到银行、网络和电子商务等信息安全以及国家安全。因此，Shor算法的提出迅速引起了世界各国对量子计算研究的高度关注。

　　为了提高我国在量子信息领域的自主创新能力，潘建伟等科学家围绕“光学量子计算的物理实现”这一核心课题，耕耘多年，取得了一系列骄人的成果。今年以来，潘建伟等成功制备了国际上纠缠光子数最多的“薛定谔猫态”和单向量子计算机，刷新了光子纠缠和量子计算领域的两项世界纪录；提出并实验实现不需要纠缠辅助的新型光学控制非门，减少了量子网络电路的资源消耗；利用光子“超纠缠簇态”，演示了单向量子计算的物理过程，实现了量子搜索算法。为了实现真正具有量子特性的Shor算法，潘建伟小组选择光子比特这样一种抗退相干能力强、单比特操纵精确的物理体系，系统地发展了一套国际领先的多光子相干操纵和纠缠态制备的实验技术。经过艰苦的方案设计和实验摸索，潘建伟等人与牛津大学研究人员合作，在国际上首次用光子比特，也是首次用真正的纯态量子系统，实验演示了关键性的Shor算法，实现了15=3×5这一质因子分解，并且确认了量子计算中多体纯纠缠的存在，验证了量子加速的根本原因。

　　这项研究成果得到了国际学术界的广泛关注和认可。美国物理学会以“量子计算的重大突破”为题发布新闻，称赞“这一富有创造性的工作将有助于进一步应用于物理化学建模和超快搜索”。英国科技新闻杂志《新科学家》以“量子计算威胁我们的机密数据”为题，对这项成果作了长篇报道，称“出现能运行Shor算法的量子计算机具有极为深远的意义：这意味着未来量子计算将能够轻松地破解我们银行账号、商业和电子商务数据使用的密码。”(记者 李陈续 通讯员 杨保国)