2026年5月13日，国际顶级学术期刊《自然》刊登了一项令全球科技界瞩目的突破：中国科研团队成功打造出可编程光量子计算原型机“九章四号”。该原型机具备1024个量子压缩态输入及8176个模式，首次实现了对3050个光子量子态的精准操控与探测。在应对高斯玻色取样任务时，“九章四号”展现出了碾压级的算力，其运算速度超越当今全球最快的超级计算机达10的54次方倍，一举确立了国际顶尖的“量子计算优越性”。
量子计算机是遵循量子力学规律进行高速运算的物理装置。与传统电脑使用的“0”或“1”比特不同，量子计算机的量子比特可以同时处于“0”和“1”的叠加态，并借助量子纠缠实现指数级的并行计算能力。作为光量子计算的代表，“九章”系列一直使用光子来编码量子比特。从2020年的“九章一号”到2023年的“九章三号”，中国团队不断刷新着光子操纵数量的世界纪录。
然而，光量子计算走向更大规模一直面临着一个巨大的“拦路虎”——光子损耗。随着光学网络越来越复杂，光子在传输中极易丢失，从而大幅削弱计算能力。为了突破这一瓶颈，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的联合研究团队，首创了“可编程时空混合编码”架构。通俗来讲，这项技术让光子在时间和空间两个维度上同时发生干涉，极大提升了整个网络的连通性，同时兼顾控制了物理器件的规模。
在这一突破性架构的加持下，“九章四号”的性能实现了数量级的跨越。如果把1024个量子压缩态比作高能燃料，那么8176模式就是光子穿梭的超级立体迷宫。最终，“九章四号”成功探测和操纵了3050个光子，相比“九章三号”的255个光子提升了10倍多。在性能实测中，“九章四号”生成一个样本仅需25微秒，比一眨眼的时间还要短；而使用目前全球最快的超级计算机“El Capitan”和最优经典算法，算出同样结果则需要超过10的42次方年。
“九章四号”的成功，不仅是中国在光量子计算领域世界领先地位的又一次巩固，更具有深远的战略意义。目前，“九章”系列虽然是解决特定数学问题的专用量子模拟机，但其展现出的低损耗、大规模操控能力，为未来构建“万亿量子模式的三维簇态”以及打造高稳定的通用容错量子计算机奠定了坚实基础。从专用模拟走向通用计算，中国科学家正一步一个脚印，在量子科技的星辰大海中持续领跑。
