九章四号量子计算机问世 特定任务算力超越超级计算机

近日，中国科学技术大学等机构联合发布重磅成果，成功研发出新一代可编程光量子计算原型机“九章四号”。这一突破标志着我国在光量子计算机领域再次取得重大进展，进一步巩固了我国在该技术路径上的国际领先优势。

据悉，九章四号实现了1024个量子压缩态输入8176个模式，并首次成功实现对高达3050个光子量子态的操纵与探测，在系统规模、复杂度及操控能力上均实现了质的飞跃。自2020年“九章”初代机面世以来，该系列原型机历经多次迭代升级，持续刷新着光量子计算技术的性能纪录。

特定任务实现“量子优越性”

在针对“高斯玻色采样”这一特定复杂问题的计算测试中，九章四号展现了压倒性的算力优势。该原型机仅需25微秒（相当于一眨眼时间的千分之一）即可完成计算。作为对比，若使用当前全球最快的超级计算机“El Capitan”，并采用最优化的经典算法，要完成同等计算量预计需要10的42次方年（约一百亿亿亿亿亿年）。这意味着，在此特定任务上，九章四号的运算速度达到了超级计算机的10的54次方倍，实现了显著的“量子计算优越性”。

技术路线与未来展望

量子计算机基于量子力学原理进行信息处理，拥有经典计算机无法比拟的并行计算潜力。当前国际主流的量子计算技术路径主要包括超导、离子阱和光量子等。九章系列属于光量子技术路线，其通过光子编码量子比特，并精确操控光子状态来实现运算。此次九章四号的突破，不仅体现在操纵光子数量的巨大提升，更在于其可编程能力和系统稳定性的显著增强，为未来解决更具实用价值的复杂科学问题奠定了坚实基础。业界分析认为，光量子计算因其可在室温环境下运行、量子相干时间长等独特优势，在特定算法与问题求解方面前景广阔，但要迈向通用的量子计算机，仍需攻克一系列关键技术挑战。