12月25日中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等與中外合作者一起，在國際上首次實作了20光子輸入60×60模式幹涉線路的玻色取樣量子計算，輸出了複雜度相當于48個量子比特的希爾伯特态空間，其維數高達370萬億。
這個工作同時在光子數、模式數、計算複雜度和态空間4個關鍵名額上都大幅超越之前的國際紀錄，其中，态空間維數比國際同行之前的光量子計算實驗高百億倍。研究論文日前以編輯推薦形式發表于《實體評論快報》上。
中研産業研究院《2018-2023年中國量子計算機行業市場深度調研與投資風險預測報告》顯示，研制量子計算機已成為前沿科學的最大挑戰之一，其中，量子計算研究的第一個階段性目标是實作「量子計算優越性」(也稱「量子霸權」)，即研制出量子計算原型機在特定任務的求解方面超越經典的超級計算機。利用超導量子比特實作随機線路取樣和利用光子實作玻色取樣是目前國際學術界公認的示範量子計算優越性的兩大途徑。
面向這一戰略目标，在前期工作基礎上，中國科大研究組利用自主發展的國際最高效率和最高品質單光子源、最大規模和最高透過率的多通道光學幹涉儀，成功實作了20光子輸入60×60模式幹涉線路的玻色取樣實驗。與國際同行的類似工作相比，實驗成功操縱的單光子數增加了5倍，模式數增加了5倍，取樣速率提高了6萬倍，輸出态空間維數提高了百億倍。其中，由于多光子高模式特性，輸出态空間達到了370萬億維數，這等效于48個量子比特展開的希爾伯特空間。是以，實驗首次将玻色取樣推進到一個全新的區域：無法通過經典計算機直接全面驗證該玻色取樣量子計算原型機，朝着示範量子計算優越性的科學目标邁出了關鍵的一步。
審稿人評價該工作「在解決關鍵問題上邁出了重要幾步」、是「一個巨大的飛躍」。美國實體學會Physics網站總結指出：“這意味着量子計算領域的一個裡程碑：接近經典計算機不能模拟量子系統的地步。”
所謂量子優越性，英文Quantum
Supremacy，又稱量子霸權，指的是量子計算機在某個特定問題上的計算能力遠超過性能最好的超算，證明量子計算機的優越性。是以，量子優越性被認為是量子計算發展道路上的一個重要裡程碑。
2019年10月23日，谷歌在持續重金投入量子計算13年後，成功摘取量子計算領域的這個重要裡程碑：實驗證明「量子優越性」。在特定任務上，量子計算機可以大大超越經典計算機的計算能力了。
值得一提的是，在目前國際學術界公認的示範量子計算優越性的兩大途徑中，谷歌量子AI團隊所針對的問題是随機量子線路采樣，而中科大團隊的光子玻色采樣實驗則是另一途徑。
谷歌的階段性實驗絕不是終點，而是一個起點。實作「量子優越性」僅僅是量子計算發展的第一步，在新興量子技術國際大會的白皮書中，量子計算研究三個發展階段得到了國家專家的共識，其中第一個階段就是實作量子優越性，這一階段性目标将在近期實作。第二個階段是實作具有應用價值的專用量子模拟系統;第三個階段，則是實作真正可程式設計的通用量子計算機，而這個目标，還需要「全世界學術界的長期艱苦努力」。