最牛九章：里程碑式突破 九章

最牛九章：里程碑式突破 九章以“九章”命名，旨在纪念中国古代最早的数学专著《九章算术》。据科研团队介绍，“九章”问世，确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位，为未来实现规模化量子模拟机奠定了技术基础。随着计算能力的进一步提升，量子计算机将有望在密码破译、材料设计、药物分析等具有实用价值的领域发挥重要作用。（邢婷婷 文字整理 张寒 设计 部分资料整理自新华社、央视新闻、文汇报）光量子干涉示意图 （制图：文乐，罗弋涵，中国科学技术大学供图）光量子干涉实物图。左下方为输入光学部分，右下方为锁相光路，上方共输出100个光学模式，分别通过低损耗单模光纤与100超导单光子探测器连接。（摄影：马潇汉，梁竞，邓宇皓，中国科学技术大学供图）那实现“量子优越性”，是否意味着辗压一切呢？对此，潘建伟在接受采访时表示，这是一个认识上的误区，“量子优越性实验并不是一个一蹴而就的工作。这是一个动态过程，所有领先都只是暂时的。”虽然“九章”

12月4日，中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，求解数学算法高斯玻色取样只需200秒，而目前世界最快的超级计算机要用6亿年。这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。

“九章”量子计算原型机光路系统原理图 ：左上方激光系统产生高峰值功率飞秒脉冲；左方25个光源通过参量下转换过程产生50路单模压缩态输入到右方100模式光量子干涉网络；最后利用100个高效率超导单光子探测器对干涉仪输出光量子态进行探测。（制图：陆朝阳，彭礼超，中国科学技术大学供图）

为何量子计算很厉害？因为算力就是战斗力。打个比方，如果将传统计算机的速度比作“自行车”，那量子计算机的速度就是“飞机”。

量子计算机的超快算力，可谓超乎想象。根据目前最优的经典算法，“九章”对于处理高斯玻色取样的速度比目前世界排名第一的超级计算机“富岳”快一百万亿倍，等效地比谷歌去年发布的53比特量子计算原型机“悬铃木”快一百亿倍。同时，通过高斯玻色取样证明的量子计算优越性不依赖于样本数量，克服了谷歌53比特随机线路取样实验中量子优越性依赖于样本数量的漏洞。以一组数据为例，在室温条件下运行（除光子探测部分需4K低温），计算玻色采样问题，“九章”处理5000万个样本只需200秒，超级计算机需要6亿年；处理100亿个样本，“九章”只需10小时，超级计算机需要1200亿年。

光量子干涉实物图。左下方为输入光学部分，右下方为锁相光路，上方共输出100个光学模式，分别通过低损耗单模光纤与100超导单光子探测器连接。（摄影：马潇汉，梁竞，邓宇皓，中国科学技术大学供图）

那实现“量子优越性”，是否意味着辗压一切呢？对此，潘建伟在接受采访时表示，这是一个认识上的误区，“量子优越性实验并不是一个一蹴而就的工作。这是一个动态过程，所有领先都只是暂时的。”

虽然“九章”算力已经快得惊人，但它仍处在量子计算第一阶段，还有很长的路要走。据介绍，在量子计算领域，国际同行公认有三个指标性的发展阶段，而目前则处于“量子计算优越性”的第一阶段。在这个阶段，科学家还在努力尝试各种方法，试图更精准地操控更多数量的量子比特，从而获得更为强大的计算能力。

光量子干涉示意图 （制图：文乐，罗弋涵，中国科学技术大学供图）

以“九章”命名，旨在纪念中国古代最早的数学专著《九章算术》。据科研团队介绍，“九章”问世，确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位，为未来实现规模化量子模拟机奠定了技术基础。随着计算能力的进一步提升，量子计算机将有望在密码破译、材料设计、药物分析等具有实用价值的领域发挥重要作用。（邢婷婷 文字整理 张寒 设计 部分资料整理自新华社、央视新闻、文汇报）

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