“九章四号”到底强在哪里 算力指数级提升

目前世界上最快的超级计算机解决特定数学问题大约需要10的42次方年，而由中国科学家最新研制成功的“九章四号”量子计算原型机只需要25微秒，比超算快超过亿亿亿亿亿亿倍。

中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等组成的研究团队联合国内多家科研单位，成功研制出1024个量子压缩态输入、8176模式的可编程量子计算原型机“九章四号”，首次操纵和探测高达3050个光子的量子态，再度刷新光量子信息技术世界纪录。国际知名学术期刊《自然》发表了该成果。

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。与经典计算的普通比特不同，量子计算机用的量子比特可以同时处于“0”和“1”的叠加态。借助叠加态与纠缠态，量子计算能够在同一时间并行处理大量计算路径，在特定问题上实现指数级加速。

“九章四号”是光量子计算原型机，使用光子来编码量子比特，通过对光子的量子操控及测量来实现量子计算，是“九章”、“九章二号”和“九章三号”量子计算原型机的再升级版。“1024个量子压缩态”可以理解为这台量子计算机运行时的“高能燃料”。在光量子计算中，压缩态光子具有极其特殊的量子特性，是构建复杂量子纠缠的基础。“8176模式”指的是光子在计算网络中可以穿梭的“路径”或“维度”的总数，类似于一个有着8176个出口的超级三维立体迷宫。“3050个光子”就是3000多个量子比特，相比之前的“九章三号”提升了10倍多，意味着系统能够代表和处理的计算状态空间呈指数级增长，标志着人类操控微观量子世界的规模有了数量级的跨越。