中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽、張強、劉乃樂等組成的研究團隊聯合多家機構,於日前成功研製出「九章四號」可編程光量子計算原型機。該原型機實現1024個量子壓縮態輸入、8176模式,首次操縱和探測高達3050個光子的量子態,再度刷新光量子信息技術世界紀錄。

「九章四號」針對高斯玻色取樣問題展現極致優勢:生成一個複雜樣本僅需25微秒,而目前全球最快的超級電腦El Capitan完成相同任務需超過10^42年,量子計算優勢比達到10^54量級,成功建立國際上最強的「量子計算優越性」。這一突破主要得益於團隊研發的高效率光參量振盪器光源和首創的「時空混合編碼」干涉儀架構,解決了光子損耗這一長期瓶頸,實現連接度的立方級擴展,在保持系統穩定性的同時大幅提升規模與複雜度。

中國九章系列光量子計算機的發展堪稱快速迭代的典範。2020年12月,潘建偉團隊成功研製「九章」原型機,中國由此成為全球第二個實現量子計算優越性的國家。2021年,「九章二號」將光子數提升至113個、模式增至144個,並實現相位可編程功能。2023年,「九章三號」達到255個光子,再次刷新紀錄。2026年的「九章四號」則實現光子數的十倍級躍升,標誌光量子計算規模進入全新量級。

目前,中國是全球唯一在光量子(九章系列)與超導量子(祖沖之系列)兩條路線上均實現量子計算優越性的國家。「九章四號」的突破不僅是技術紀錄的刷新,更為量子計算從專用原型機向實用化邁進提供關鍵支撐,有望在量子化學模擬、材料設計、藥物研發、密碼分析以及複雜優化問題上發揮重要作用,在特定領域率先實現實用價值,推動量子科技從實驗室走向更廣闊的應用前景。