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4月10日拍攝的“九章四號(hào)”量子計(jì)算原型機(jī)局部。新華社記者 周牧 攝

新華社合肥5月13日電（記者陳諾、何曦悅）中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)成功研制出1024個(gè)量子壓縮態(tài)輸入、8176模式的可編程量子計(jì)算原型機(jī)“九章四號(hào)”，再度刷新光量子信息技術(shù)世界紀(jì)錄，建立了國(guó)際最強(qiáng)的“量子計(jì)算優(yōu)越性”。

“九章四號(hào)”首次操縱和探測(cè)高達(dá)3050個(gè)光子的量子態(tài)，遠(yuǎn)超255個(gè)光子的“九章三號(hào)”。求解高斯玻色取樣問(wèn)題比目前全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快10的54次方倍。

記者13日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲知該信息。國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》當(dāng)天發(fā)表了這項(xiàng)成果。

“九章四號(hào)”由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽(yáng)、張強(qiáng)、劉乃樂(lè)等組成的研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合濟(jì)南量子技術(shù)研究院、山西大學(xué)、清華大學(xué)、上海人工智能實(shí)驗(yàn)室、嶗山實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心等單位研制。

目前主流量子計(jì)算技術(shù)路線包括超導(dǎo)、離子阱、光量子和中性原子等?！傲孔佑?jì)算優(yōu)越性”是當(dāng)前一個(gè)國(guó)家量子計(jì)算研究實(shí)力的直接體現(xiàn)。

“九章”系列數(shù)次升級(jí)迭代，多次刷新世界紀(jì)錄。2020年研制76個(gè)光子的“九章”光量子計(jì)算原型機(jī)；2021年發(fā)布113個(gè)光子、可相位編程的“九章二號(hào)”；2023年“九章三號(hào)”將光子數(shù)提升到255個(gè)。

4月10日拍攝的“九章四號(hào)”量子計(jì)算原型機(jī)局部。新華社記者 周牧 攝

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授陸朝陽(yáng)介紹，此次研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了高效率的光參量振蕩器光源和時(shí)空混合編碼干涉儀，將1024個(gè)高效率壓縮態(tài)光場(chǎng)集成到一個(gè)時(shí)空混合編碼的8176模式線路中，進(jìn)而獲得對(duì)3050個(gè)光子的操縱和探測(cè)能力。

“這意味著，‘九章四號(hào)’此次生成的最復(fù)雜數(shù)據(jù)樣本只需要25微秒，比一眨眼時(shí)間還短。而目前地球上最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)算出這個(gè)結(jié)果需要超過(guò)10的42次方年?！标懗?yáng)說(shuō)。

2019年，美國(guó)谷歌公司宣布研制出53個(gè)量子比特的計(jì)算機(jī)。此后，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)相繼發(fā)布76個(gè)光子的“九章”光量子計(jì)算原型機(jī)及56比特超導(dǎo)原型機(jī)“祖沖之二號(hào)”，中國(guó)成為全球唯一在兩條技術(shù)路線上均達(dá)到量子計(jì)算優(yōu)越性的國(guó)家。2025年底，中國(guó)取得量子糾錯(cuò)領(lǐng)域“低于閾值，越糾越對(duì)”的里程碑式成就。

國(guó)際學(xué)界主流觀點(diǎn)認(rèn)為，量子計(jì)算發(fā)展需經(jīng)歷三個(gè)階段：實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性；研制可操縱數(shù)百個(gè)量子比特的量子模擬機(jī)；研制可編程的通用量子計(jì)算機(jī)。其中，量子糾錯(cuò)是走向通用量子計(jì)算機(jī)的重要門(mén)檻。

陸朝陽(yáng)表示，“九章四號(hào)”成果代表了低損耗光量子處理器在規(guī)模和復(fù)雜度上的重大飛躍，為構(gòu)建“萬(wàn)億量子模式的三維簇態(tài)”和未來(lái)“容錯(cuò)光量子計(jì)算硬件”提供了更多可能性。