研製量子計算機是當前國際前沿科技的重大挑戰，近期中科院院士、中國科學技術大學教授潘建偉等人與德國、荷蘭的科學家合作，在國際上首次實現了20光子輸入60×60模式干涉線路的玻色取樣量子計算，在四大關鍵指標上均大幅刷新國際記錄，逼近實現量子計算研究的重要目標“量子霸權”。國際權威學術期刊《物理評論快報》日前以“編輯推薦”的形式發表了該成果。
量子計算機在原理上具有超快的並行計算能力，成為當前國際學界角逐的焦點。其中，量子計算研究的第一個階段性目標是實現“量子霸權”，即在某個特定問題上的計算能力超過現有最強的傳統計算機，證明了量子計算機的優越性。而利用超導量子比特實現隨機線路取樣和利用光子實現玻色取樣是目前國際學術界公認的演示量子計算優越性的兩大途徑。
中國科大研究組從而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干涉儀，並通過與中科院上海微系統與信息技術研究所尤立星在超導納米線高效率單光子探測器方面的合作，成功實現了20光子輸入6060模式(60個輸入口，60層的線路深度，包括396個分束器和108個反射鏡)干涉線路的玻色取樣實驗。
與國際學界之前的研究成果相比，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，輸出態空間維數提高了百億倍。其中，由於多光子高模式特性，輸出態空間達到了三百七十萬億維數，這等效於48個量子比特展開的希爾伯特空間。因此，實驗首次將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色取樣量子計算原型機，朝著演示量子計算優越性的科學目標邁出了關鍵的一步。
《物理評論快報》審稿人認為，這項研究突破是“一個巨大的飛躍”，“是通往實現‘量子霸權’的‘彈簧跳板’”。 美國物理學會Physics網站對該工作的總結指出：“這意味著量子計算領域的一個里程碑：接近經典計算機不能模擬量子系統的地步”。
