揭開“九章”量子計(jì)算原型機(jī)神秘面紗邁向量子優(yōu)越性新里程碑

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2025-12-05 11:29:25 澎湃新聞

揭開“九章”量子計(jì)算原型機(jī)神秘面紗邁向量子優(yōu)越性新里程碑。2020年，中國成功研制出量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家。2021年，“九章二號(hào)”和“祖沖之二號(hào)”相繼問世，使中國成為唯一在光學(xué)和超導(dǎo)兩條技術(shù)路線都實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家。2023年，“九章三號(hào)”量子計(jì)算原型機(jī)比超級(jí)計(jì)算機(jī)快一億億倍，確立了新的算力里程碑。

量子計(jì)算是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律，調(diào)控量子信息單元進(jìn)行計(jì)算的新型模式。1981年，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德·費(fèi)曼提出了量子計(jì)算機(jī)構(gòu)想。這種計(jì)算模式在原理上具有超快的并行計(jì)算能力，有望通過特定算法在一些具有重大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的問題上實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)別的加速。

2020年12月4日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、國家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作，成功構(gòu)建76個(gè)光子的“九章”量子計(jì)算原型機(jī)?！熬耪隆睂?duì)經(jīng)典數(shù)學(xué)算法高斯玻色取樣的計(jì)算速度比當(dāng)時(shí)世界最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“富岳”快一百萬億倍。這一突破使中國成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家。“九章”得名于中國古代著名數(shù)學(xué)專著《九章算術(shù)》。

2021年，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步成功研制了113光子的可相位編程的“九章二號(hào)”和56比特的“祖沖之二號(hào)”量子計(jì)算原型機(jī)。2023年10月11日，他們宣布成功構(gòu)建255個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章三號(hào)”，求解高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問題比目前全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快一億億倍。

“九章”系列實(shí)現(xiàn)了“量子優(yōu)越性”，即當(dāng)新生的量子計(jì)算原型機(jī)在某個(gè)問題上的計(jì)算能力超過了最強(qiáng)的經(jīng)典計(jì)算機(jī)，就證明其未來有多方超越的可能。此前，美國谷歌團(tuán)隊(duì)宣布研制出53個(gè)量子比特的計(jì)算機(jī)“懸鈴木”，在全球首次實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”。相比“懸鈴木”，“九章”有三大優(yōu)勢(shì)：一是速度更快；二是環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)；三是彌補(bǔ)了技術(shù)漏洞。

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