生成一个样本仅需25微秒,而全球最快超级计算机完成同样任务需要超过10⁴²年——这不是科幻,而是中国“九章四号”量子计算原型机交出的真实成绩单。
5月13日,国际顶级学术期刊《自然》发表了一项来自中国的重磅成果:由中国科学技术大学潘建伟院士领衔的科研团队,联合国内多家科研机构,成功研制出可编程量子计算原型机“九章四号”。这款光量子计算机在特定问题上的计算能力,已经远远将当前全球最强超级计算机甩在身后。
3050个光子:规模与效率的双重飞跃
与2020年问世的初代“九章”相比,“九章四号”实现了两个维度的跨越式突破:一是可操纵光子数量的大幅提升——从76个跃升至3050个;二是解决了长期困扰光量子计算的核心难题——光子损耗,使系统整体效率得到指数级改善。
“九章四号”的测试任务选择了“高斯玻色采样”——一类模拟粒子经过复杂路径后分布概率的数学问题。这类问题对经典计算机而言几乎不可解,因为计算量会随粒子数量呈指数增长。然而,“九章四号”完成一次采样仅需25微秒。作为参照,美国橡树岭国家实验室的Frontier(目前全球最快超算之一,El Capitan尚未完全部署)求解相同任务所需时间,被换算为超过10⁴²年。这一悬殊的算力对比,使中国再次确立了全球最强的“量子计算优越性”。

两条技术路线,中国均领跑
“量子计算优越性”是衡量一个国家量子计算实力的核心指标,它意味着量子计算机在某个特定问题上,能够以绝对优势超越现有最强超级计算机。此前,中国已在超导量子计算路线上凭借“祖冲之二号”“祖冲之三号”实现过这一里程碑。
而“九章”系列则代表着另一条技术路线——光量子计算。从2020年“九章”首次在光学体系实现量子优越性,到“九章二号”“九章三号”持续刷新纪录,再到今天的“九章四号”,中国已经成为全球唯一在光量子和超导量子两条主流技术路线上均实现“量子计算优越性”的国家。这一地位意味着,无论未来量子计算产业沿着哪条路线突破,中国都已占据了最前沿的制高点。
从实验室到产业:量子计算的“中国速度”
“九章四号”的突破并非孤立的科研进展。
在它背后,是中国量子科技从基础研究到工程化落地的加速闭环。近年来,合肥本源量子、国盾量子等企业已推动超导量子计算机上线云平台,部分型号甚至实现出口。以“汉原”系列为代表的中性原子量子计算机也已发布商用版本。而在光量子计算领域,潘建伟团队的研究成果同样正在与产业界对接,探索在金融风险建模、新材料设计、药物研发等场景中的实际应用。
值得关注的是,量子计算与金融安全的结合正在成为港股市场的热点赛道。国富量子(00290.HK)等上市公司已将量子加密、后量子密码技术引入数字资产与金融基础设施领域,为迎接“后量子时代”的信息安全挑战提前布局。
