中國「九章四號」量子計算原型機問世 刷新世界紀錄並鞏固領先地位

中國科學技術大學潘建偉領銜的科研團隊周三 (13 日) 在國際頂尖學術期刊《自然》(Nature)發表重大突破，宣布成功研製出 1024 個量子壓縮態輸入、8176 模式的可編程量子計算原型機「九章四號」。

該成果首次實現了對多達 3050 個光子的操縱與探測，再度刷新光量子信息技術的世界紀錄，進一步穩固了中國在量子計算領域的領先優勢。

「九章四號」針對特定的「高斯玻色取樣」問題表現出驚人的運算能力。根據測試數據，生成一個樣本僅需 25 微秒；相比之下，若使用目前全球最強大的超級計算機「El Capitan」執行同樣任務，則需要超過 10^42 (10 的 42 次方)  年。

這意味著「九章四號」的計算速度比目前最快的超級計算機快了約 10^54  倍，成功建立了國際上最強的「量子計算優越性」。

光量子計算的一大挑戰在於隨著線路複雜化，光子極易損耗。研究團隊此次開發了高效率的光參量振蕩器光源與首創的「時空混合編碼」干涉儀架構。這項創新讓光子能在時間與空間兩個維度同時干涉，將系統規模從「九章三號」的 255 個光子大幅提升至 3050 個，實現了連接度的立方級擴展，同時有效控制了物理器件的體積。

目前，中國是全球唯一在光量子計算 (九章系列) 與超導量子計算 (祖沖之系列) 兩條技術路線上均實現「量子計算優越性」的國家。雖然「九章四號」目前仍屬於解決特定問題的專用機，但其大規模、低損耗的技術路徑，為未來構建「萬億量子模式的三維簇態」及「容錯光量子計算硬件」奠定了堅實基礎，是通往通用量子計算機的關鍵里程碑。