一百萬億億億億億億倍！“九章四號”量子計(jì)算原型機(jī)問世！

合肥國家實(shí)驗(yàn)室/中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽、張強(qiáng)、劉乃樂等，聯(lián)合濟(jì)南量子技術(shù)研究院、山西大學(xué)、清華大學(xué)、上海人工智能實(shí)驗(yàn)室、嶗山實(shí)驗(yàn)室、國家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心等單位，成功研制出1024個(gè)量子壓縮態(tài)輸入8176模式的可編程量子計(jì)算原型機(jī)“九章四號”，首次操縱和探測高達(dá)3050個(gè)光子的量子態(tài)。“九章四號”被應(yīng)用于高效求解高斯玻色采樣任務(wù)，其計(jì)算速度相比當(dāng)前全球最快的超級計(jì)算機(jī)El Capitan快1054倍（即量子優(yōu)勢比為1054），成功建立了國際上最強(qiáng)的“量子計(jì)算優(yōu)越性”。論文于北京時(shí)間2026年5月13日發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》。

九章四號原型機(jī)示意圖。中國科大供圖

“快”！！！拆解“神速”背后的三組核心數(shù)字

這么驚人的速度，到底是怎么做到的？你只需要記住這三組數(shù)字，就能看懂這臺機(jī)器的硬核實(shí)力：

• 1024個(gè)“壓縮態(tài)”：這是“九章四號”的動力源，它制備了1024個(gè)高品質(zhì)的壓縮態(tài)光子。你可以把它想象成一種被極致提純、極其穩(wěn)定的“量子燃料”，是一切計(jì)算的基礎(chǔ)。

• 8176條“時(shí)空路徑”：如果說光子是賽車，那么“九章四號”就搭建了一個(gè)擁有8176個(gè)出口的超級立體迷宮。光子們在這個(gè)迷宮里同時(shí)奔跑、相互干涉，完成了超大規(guī)模的并行運(yùn)算。
• 3050個(gè)光子：這是它一次性成功“操縱”的光子數(shù)量，刷新了全球紀(jì)錄。操縱的光子越多，計(jì)算狀態(tài)空間就呈指數(shù)級爆炸式增長，算力自然就甩了超級計(jì)算機(jī)無數(shù)個(gè)星系的距離。

競！！！一場持續(xù)六年的“算力王座”爭奪戰(zhàn)

在量子計(jì)算界，“量子計(jì)算優(yōu)越性”是各國科學(xué)家夢寐以求的圣杯，誰先拿到，誰就拿到了未來計(jì)算范式的入場券。這場競賽，火藥味十足：

• 2019年，谷歌先聲奪人：53比特超導(dǎo)處理器“懸鈴木”宣稱實(shí)現(xiàn)霸權(quán)。但隨后被中國團(tuán)隊(duì)用改良的經(jīng)典算法，在超算上追平了速度，打破了其“神話”。
• 2020年，中國換道超車：“九章”一代橫空出世，用76個(gè)光子在國際上首次于光學(xué)體系中實(shí)現(xiàn)了量子優(yōu)越性，且沒有谷歌方案的漏洞。

可以說，如果說“懸鈴木”吹響了沖鋒號，那“九章”家族就一直在不斷刷新世界紀(jì)錄的賽道上孤獨(dú)奔跑。

控！！！“時(shí)空魔法”如何馴服“逃跑”光子？

光量子計(jì)算最大的痛點(diǎn)，就是光子太容易“跑丟”（也就是光子損耗）。這個(gè)問題不解決，規(guī)模就做不大，算力就上不去。

這次，“九章四號”的研究團(tuán)隊(duì)用了一項(xiàng)堪稱“時(shí)空魔法”的創(chuàng)新——可編程時(shí)空混合編碼。簡單說，就是讓光子不只在空間上跑，還在時(shí)間維度上跑，兩條腿走路，把干涉網(wǎng)絡(luò)的連接度提升了立方級。這就像把一個(gè)平面立交橋，瞬間升級成了十層樓高的多維交通樞紐。

同時(shí)，團(tuán)隊(duì)死磕光源效率和系統(tǒng)效率，最終交出了92% 的光源效率和51% 的系統(tǒng)總效率的驚人成績單。這套系統(tǒng)不僅能用來秀肌肉，還能為未來通用量子計(jì)算機(jī)生成至關(guān)重要的玻色糾錯碼和大規(guī)模量子糾纏簇態(tài)，是實(shí)實(shí)在在的“基建利器”。

思！！！ 熱潮深思：它離改變你的生活有多遠(yuǎn)？

每次有這種顛覆性突破，總有人問：我的手機(jī)能裝嗎？能破解比特幣嗎？能幫我算出下期彩票號碼嗎？

答案依然明確：不能，而且短期內(nèi)也不能。這就像1903年萊特兄弟的“飛行者一號”首飛，證明了受控飛行是可能的，但離波音747跨洋航行還差得遠(yuǎn)。

正如中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授陸朝陽所指出的，我們要冷靜看待，算力優(yōu)勢雖已確立，但從專用原型機(jī)到通用容錯量子計(jì)算機(jī)，中間橫亙著量子糾錯和比特質(zhì)量這兩座技術(shù)大山。復(fù)旦大學(xué)李曉鵬教授也強(qiáng)調(diào)，量子計(jì)算機(jī)不是萬能的“神諭”，它的價(jià)值在于未來能在材料設(shè)計(jì)、藥物研發(fā)、優(yōu)化調(diào)度等少數(shù)關(guān)鍵問題上，提供超越一切經(jīng)典機(jī)器的解決能力。

九章四號量子計(jì)算原型機(jī)。周欣宇 攝

望！！！“九章四號”NO終點(diǎn)，是星辰大海的船

“九章四號”的成功，是人類掌握微觀世界能力的一次歷史性躍遷。我們可以用越來越精妙的方式，馴服光子的量子特性，為人類所用。

它的啟示，遠(yuǎn)不止“快”這個(gè)字。它意味著，在通往終極計(jì)算形態(tài)的道路上，中國科學(xué)家不僅跟上了，而且在領(lǐng)跑。它更是一場關(guān)于耐心與智慧的長期主義勝利——今天的每一個(gè)光子操控，每一次模式編碼，都是在為未來那臺足以改變世界的通用量子計(jì)算機(jī)，鋪下一塊堅(jiān)實(shí)的階石。

這條路依然漫長，但方向已無比清晰。而我們，都是這場偉大探索的見證者。