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中国科学家成功研制“九章四号”量子计算原型机
中国光量子计算再次迎来关键进展。由中国科学技术大学等单位参与的科研团队研制出可编程量子计算原型机“九章四号”, 在光子操纵规模和计算任务表现上实现新突破。该成果已于 5 月 13 日发表于国际学术期刊《自然》。
📌“九章四号”完成新一轮规模跃升
据已公布信息,“九章四号”具备 1024 个量子压缩态输入 和8176 模式 , 属于光量子计算技术路线中的可编程原型机。此次系统首次实现对高达3050 个光子量子态 的操纵和探测, 刷新了光量子信息技术相关纪录。
参与该成果的团队来自中国科学技术大学,并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机构完成研究。
🔍 光量子路线为何重要
量子计算机利用量子力学规律进行信息处理,被认为在特定问题上具有远超经典计算机的并行计算潜力。目前主流路线包括超导、离子阱、光量子和中性原子等。“九章”系列采用光子来编码量子比特, 并通过光子的量子操控和测量执行计算任务。
自 2020 年“九章”问世以来,该系列已历经多次迭代, 包括“九章二号”“九章三号”等版本, 并在特定计算任务中展示出所谓“量子优越性”。不过, 随着光路和编码规模不断扩大, 光子损耗始终是限制光量子计算能力提升的核心难题之一。
💡 关键突破: 更高效率光源与时空混合编码
此次“九章四号”的提升并非单纯扩大设备规模,而是围绕低损耗、高集成度和更复杂模式展开。研究团队研发了高效率光参量振荡器光源和时空混合编码干涉仪, 将 1024 个高效率压缩态光场集成进 8176 模式线路中。
从已披露的技术描述看,该系统实现了连接度的立方级扩展。这意味着光量子处理器在规模和复杂度上向前迈出重要一步, 也为后续更大规模光量子计算架构提供了实验基础。
📊 高斯玻色取样任务表现突出
在高斯玻色取样任务中,“九章四号”生成一个样本仅需约25 微秒。按照报道中的对比, 如果使用目前全球最快的超级计算机以及最优经典算法来完成同类任务, 所需时间将超过 10 的 42 次方年, 其量子优势比达到 10 的 54 次方量级。
- 规模:1024 个量子压缩态输入、8176 模式。
- 操纵能力:首次达到 3050 个光子量子态操纵与探测。
- 任务速度:高斯玻色取样单样本约 25 微秒。
- 技术方向:低损耗光量子处理器和可编程光量子计算。
🚀 行业观察: 向容错光量子计算迈进
围绕“中国科学家成功研制“九章四号”量子计算原型机”，这一部分可从背景、现状与影响三个角度理解其关键信息。结合已公开内容来看，核心结论是趋势已较为明确，但细节仍需结合后续进展持续观察。
