“九章四号”量子计算原型机成功研制

记者从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等组成的研究团队，联合济南量子技术研究院、山西大学、清华大学、上海人工智能实验室、崂山实验室、国家并行计算机工程技术研究中心等单位，成功研制出新一代量子计算原型机“九章四号”。

此次研制的“九章四号”采用光量子计算技术路线，在量子态输入规模、计算模式以及光子操纵和探测能力等方面取得新的突破。

实现1024个量子压缩态输入

据了解，“九章四号”具备1024个量子压缩态输入能力，并拥有8176个模式的可编程计算能力。

量子压缩态是光量子信息处理中的重要资源，其制备、操纵和探测能力直接关系到光量子计算系统能够处理的任务规模。此次“九章四号”在大规模量子态输入和可编程计算方面实现突破，为进一步提升光量子计算系统的计算能力提供了技术基础。

首次操纵和探测3050个光子的量子态

此次研究的另一项重要进展，是科研团队首次实现对高达3050个光子的量子态进行操纵和探测。

光子数量是衡量光量子计算实验规模的重要指标之一。随着光子数不断增加，量子态的制备、传输、操纵和探测难度也会显著提升。

能够在如此大规模的光子量子态上开展实验，意味着我国光量子信息技术在大规模量子系统操控方面取得新的进展。

求解高斯玻色取样展现显著计算优势

“九章四号”在高斯玻色取样问题上的表现同样受到关注。

据介绍，相较于目前全球最快的超级计算机，“九章四号”求解高斯玻色取样问题的速度快达10的54次方倍。

高斯玻色取样是光量子计算领域的重要研究任务之一，也是检验量子计算系统处理特定复杂问题能力的重要实验场景。相关实验结果进一步体现了光量子计算在特定问题上的计算潜力。

多家科研单位协同攻关

此次“九章四号”的研制由多家科研机构共同参与。除中国科学技术大学科研团队外，济南量子技术研究院、山西大学、清华大学、上海人工智能实验室、崂山实验室以及国家并行计算机工程技术研究中心等单位共同开展相关研究工作。

从量子态制备到系统操纵，再到计算任务运行和结果探测，多环节协同是实现大规模光量子计算实验的重要基础。

光量子信息技术持续取得新突破

近年来，量子计算成为国际科技竞争和前沿基础研究的重要方向。与超导、离子阱等技术路线不同，光量子计算以光子作为信息载体，在量子信息处理、量子通信等领域具有独特的技术特点。

“九章四号”在量子态规模、模式数量和光子数等方面实现新的突破，再次刷新光量子信息技术世界纪录，也展示了我国科研团队在光量子计算领域持续推进技术创新的能力。

随着量子计算硬件、算法以及相关基础设施不断发展，量子计算有望在更多特定问题和科研场景中开展应用探索。此次“九章四号”的研制，也为后续光量子计算系统进一步向大规模化、可编程化方向发展提供了新的研究基础。