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算力新纪元:“九章四号”刷新全球光量子计算巅峰纪录

2026-05-19

2026年5月13日,国际权威学术期刊《自然》报道了一项全球科技界瞩目的重大成果:中国科学技术大学的潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等科学家,联合济南量子技术研究院、山西大学、清华大学、上海人工智能实验室等顶尖科研机构,成功开发出可编程量子计算原型机“九章四号”。这一具有里程碑意义的突破,不仅再次刷新了光量子信息技术的世界纪录,还成功展示了当前国际上最强的“量子计算优越性”,巩固了我国在量子计算领域的领先地位。

“九章四号”的核心指标令人瞩目。该量子计算原型机成功实现了对高达3050个光子的操纵与探测,相比2023年发布的“九章三号”(255个光子),这一数字提升了逾10倍。在处理特定的“高斯玻色采样”数学任务时,“九章四号”展示了无可匹敌的算力。据测算,它生成一个样本仅需25微秒,而使用当前全球最强大的超级计算机“El Capitan”结合最优经典算法,完成相同任务则需超过10的42次方年。这表明,“九章四号”的运算速度比超级计算机快了整整10的54次方倍,通俗来讲,这相当于比超算快了“亿亿亿亿亿亿”倍。
这一惊人跨越的背后,是科研团队对核心技术瓶颈的强力攻克。在光量子计算的发展道路上,“光子损耗”一直是制约系统规模扩展的“拦路虎”。随着光路越来越复杂,光子极易在传输中丢失,从而削弱计算能力。为此,中国科研团队首创了“可编程时空混合编码”架构,研发了高效率的光参量振荡器光源,将1024个量子压缩态光场集成到8176个模式的线路中。这一创新不仅实现了92%的光源效率和51%的系统总效率,更让“九章四号”能够在极其巨大的希尔伯特空间中进行采样,实现了低损耗光量子处理器在规模与复杂度上的重大飞跃。
自2020年“九章”首次实现量子计算优越性以来,中国科学家便在这一前沿赛道上不断刷新自我。从打破谷歌“量子霸权”的质疑,到成为全球唯一在光量子和超导两条技术路线上均实现量子优越性的国家,“九章”系列的每一次迭代,都是对“扩展的丘奇—图尔论题”的一次有力验证,也为未来研制容错通用量子计算机积累了宝贵的技术经验。

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