中国成功研制“九章四号”量子计算原型机，再刷新光量子信息技术世界纪录

比超算快超过亿亿亿亿亿亿倍

四月二日拍摄的“九章四号”量子计算原型机局部。新华社发（蔡旻昊摄）

　　据新华社合肥5月13日电（记者 陈诺戴威 何曦悦）目前世界上最快的超级计算机，求解特定数学问题约需 10的42次方年。由中国科学家最新研制成功的“九章四号”量子计算原型机只需要25微秒，比超算快超过亿亿亿亿亿亿倍。
　　中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等组成的研究团队联合国内多家科研单位，成功研制出1024个量子压缩态输入、8176模式的可编程量子计算原型机“九章四号”，首次操纵和探测高达3050个光子的量子态，再度刷新光量子信息技术世界纪录。国际知名学术期刊《自然》13日发表了该成果。
　　“九章四号”为何那么强？这次成果意味着啥？记者独家采访科研团队，带来权威解读。
　　问：啥叫量子计算机？
　　答：量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。与经典计算的普通比特不同，量子计算机用的量子比特不是只有“0”或“1”，而是可以同时处于“0”和“1”的叠加态。借助叠加态与纠缠态，量子计算能够在同一时间并行处理大量计算路径，在特定问题上实现指数级加速。
　　问：“九章四号”最大的技术突破在哪？
　　答：此次最大的技术突破在于团队首创的“可编程时空混合编码”架构。过去如果要扩大规模，只能通过增加光学器件，导致设备庞大且损耗极高。“九章四号”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，又兼顾控制了物理器件的规模，进而获得了对高达3050个光子的操纵和探测能力，带来算力的指数级提升。
　　问：这次成果意味着啥？
　　答：目前“九章”系列是极为强大的专用量子模拟机，它只擅长解决“高斯玻色取样”这样特定的数学问题。这个数学问题短期内可用于图像识别、图论计算等，长远还能生成玻色纠错码，是未来打造高稳定通用量子计算机的关键。
　　“九章四号”在规模与低损耗的双重领先优势为构建“万亿量子模式的三维簇态”和未来的“容错光量子计算硬件”提供了可能，为未来的通用量子计算机奠定了坚实基础。