中国科学技术大学联合多家科研机构,在光量子计算领域取得重大突破,成功研制出新一代可编程光量子计算原型机“九章四号”。这一成果标志着我国在量子计算核心技术的研发上持续保持全球领先地位,为构建实用化量子计算机奠定了坚实基础。
根据科研团队披露的数据,“九章四号”实现了1024个量子压缩态同时输入8176个光学模式,并首次完成对3050个光子量子态的精确操控与探测。这些技术指标不仅刷新了光量子计算领域的世界纪录,更展现了我国在量子信息处理规模与复杂度控制方面的显著优势。
在高斯玻色采样这一经典量子计算基准测试中,“九章四号”展现出惊人的计算能力。该原型机仅需25微秒即可完成特定任务,而当前全球最快的超级计算机“El Capitan”使用最优算法执行相同计算,预计需要10的42次方年——这个时间跨度远超宇宙年龄,凸显出量子计算相对于经典计算的指数级优势。
科研人员特别指出,九章四号的算力已达到El Capitan的10的54次方倍,这种性能差距在计算机科学史上堪称前所未有的跨越。这种突破性进展得益于团队在低损耗光量子处理器设计上的创新,通过优化光子编码方案和量子操控技术,显著提升了计算系统的可靠性与效率。
作为光量子计算技术路线的代表性成果,九章系列原型机采用光子作为量子比特载体,通过精密光学系统实现量子态的制备、操控与测量。自2020年首台设备问世以来,该系列已历经三次重大升级,每次迭代都在量子优越性验证和计算规模扩展方面取得突破性进展。
当前量子计算领域呈现多技术路线并行的竞争格局,超导、离子阱、中性原子等方案各有优势。光量子路线凭借其室温运行、高并行度和可扩展性等特点,在特定计算任务中展现出独特优势。九章四号的成功,进一步验证了光量子计算在解决复杂数学问题上的巨大潜力。
这项成果的取得,不仅巩固了我国在光量子计算领域的国际领先地位,也为开发通用型量子计算机提供了重要技术储备。随着量子比特数量和操控精度的持续提升,光量子计算有望在密码破解、药物设计、金融分析等领域引发变革性应用。






