2021年5月12日，北京大学前沿计算研究中心量子计算日在线举行，来自北京大学、清华大学、中国科学院、加州大学伯克利分校、普渡大学、杜克大学、马里兰大学、洛桑联邦理工学院、香港科技大学等国内外多所院校和研究机构的近5000人通过蔻享学术和 Bilibili 平台观看了同步直播。量子计算日由悉尼科技大学季铮峰教授、前沿计算研究中心助理教授袁骁、程宽、李彤阳（拟6月入职）博士轮流主持，讨论了量子计算在算法和实验方面的最新进展。众多海内外知名学者在线报告，分享了自己最新的研究成果和对未来量子计算发展的前景展望。

 

报告回放：https://www.bilibili.com/video/BV1bQ4y1R7ap

 

　　活动伊始，中心执行主任陈宝权教授代表中心对与会嘉宾和观众表示欢迎，并介绍了中心的基本情况、发展历史，以及在理论和应用计算方面的专长。他表示，量子计算是中心近几年发展的新方向，邀请大家在疫情结束后来静园五院访问，进行更加深入的交流。

 

陈宝权致辞

 

　　在量子报告环节，滑铁卢大学副教授 David Gosset 提出了在二维情况下对平面 Clifford 线路进行高效经典模拟的算法。该算法能够帮助某些线性代数问题更快地被求解。Gosset 教授还展示了他们的实验模拟结果，其结果比前人结果有显著优势。

 

报告题目：Fast Simulation of Planar Clifford Circuits

 

　　马里兰大学 Andrew Childs 教授讲述了如何使用量子算法高效地解决有耗散的非线性微分方程组的问题。Childs 教授以模拟新冠病毒传播的微分方程组为例说明了非线性方程的重要意义。同时，Childs 教授还给出了非线性微分方程的量子算法的最坏情况复杂性的下界，说明了该问题的困难性。

 

报告题目：Efficient Quantum Algorithm for Dissipative Nonlinear Differential Equations

 

　　宾州州立大学助理教授王春昊博士针对图论问题中如何寻找一些离散点之中最近的两个点的问题，对常数维度给出了他们运用染色和构造算符来进行的量子搜索的算法，并证明其算法是渐进最优的。此外，王春昊博士还证明了该问题在对数多项式维度的一个紧的下界。

 

报告题目：The Quantum Complexity of the Closest Pair Problem

 

　　MIT 博士后、即将入职北京大学前沿计算研究中心的李彤阳博士是运用量子算法解决机器学习和优化问题的专家，本次报告他展示了如何运用量子算法解决 Semidefinite Program。这是一类重要的凸优化问题，在机器学习、MAXCUT 问题中都可以得到应用。

 

报告题目：Quantum Algorithms for Semidefinite Programs with Applications to Machine Learning

 

　　加州理工大学博士生黄信元介绍了一种更好的预测量子系统性质的算法，运用 Clifford 线路和随机测量方法，可以大大减少传统的针对可观测量逐项求期望值的资源消耗。黄信元在报告中展示了通过他们的隐层析方法，及其取随机化方法，可以通过很少的测量次数求哈密顿量的基态能量问题。

 

报告题目：Recent Advances in Predicting Properties of Quantum Systems

 

　　阿里巴巴达摩院量子实验室量子科学家邓纯青博士介绍了阿里巴巴最近在超导量子比特实验上的最新进展，并说明了实验上为降低噪声所面临的重大挑战。

 

报告题目：Fluxonium Qubits for Ultra-high-fidelity and Scalable Quantum Processors

 

　　中国科学院张潘教授介绍了目前经典计算中常用到的张量网络方法，并展示了他们提出的将张量网格进行头尾分离加速后得到的计算结果，说明其结果能够用经典算法更快地得到谷歌量子霸权的实验结果。

 

报告题目：Computation with Tensor Networks

 

　　北京大学前沿计算研究中心助理教授袁骁博士在张潘教授的基础上继续说明了如何将经典张量网络与量子计算进行结合，从而设计量子线路并进行更加高效的量子计算的方法。

 

报告题目：Quantum Simulation with Hybrid Tensor Networks

 

　　中国科学技术大学陆朝阳教授介绍了2020年其团队在九章光学网络中实现高斯玻色采样来论述量子优越性的里程碑性的光量子实验，并介绍了其中的限制和挑战。

 

报告题目：Photonic Quantum Computational Advantage

 

　　本次活动的最后一位报告人是悉尼科技大学的季铮峰教授。不同于陆朝阳教授介绍的量子优越性问题的实验进展，季铮峰教授更关注量子优越性问题背后的复杂性支撑。季铮峰教授介绍了一类特定的随机矩阵的积和式的复杂性的工作，从而启发大家去思考以玻色采样问题为候选项的量子优越性问题背后的复杂性理论。

 

报告题目：Approximating Permanent of Random Matrices with Vanishing Mean

 

　　最后，袁骁博士对本次活动进行了总结，并对所有与会嘉宾和观众表示感谢。

 

　　受新冠疫情影响，本次量子计算日活动为线上举行，但这丝毫没有减少与会者的交流热情。在蔻享学术和 Bilibili 平台观看直播的观众积极提出问题，并得到了报告者的及时解答。本次量子计算日活动增进了学者间的交流与互动，也使公众有机会了解到最前沿的量子科技，为我国量子科技的发展和系统布局提供了有力支持。

 

关于CFCS量子计算日

 

 

       量子计算是一门新兴的交叉学科，利用量子状态的相干、纠缠等量子力学基本原理，从而展现出超越经典计算的能力，实现并解决特定经典计算无法解决的计算任务。近期的量子设备可以实现超过50个量子比特的相对精确操控，并有极大潜力在几年内扩展到上百规模。近期量子设备实现了随机量子线路和玻色采样的量子优越性，而其是否可以解决超越经典计算的实际具体问题是目前的重要研究方向。

　　CFCS量子计算日是量子计算相关的单日研讨会，由北京大学前沿计算研究中心量子方向的青年老师组织，聚焦基于近期量子计算设备的量子优越性、量子模拟及应用、经典量子线路模拟算法等相关的前沿研究。

　　本届量子计算日活动以特邀报告形式进行，邀请量子计算领域的国内外专家和研究人员带来多场精彩报告。