4月10日拍攝的“九章四號”量子計算原型機局部。新華社記者 周牧 攝

新華社合肥5月13日電（記者陳諾、何曦悅）中國科研團(tuán)隊成功研制出1024個量子壓縮態(tài)輸入、8176模式的可編程量子計算原型機“九章四號”，再度刷新光量子信息技術(shù)世界紀(jì)錄，建立了國際最強的“量子計算優(yōu)越性”。

“九章四號”首次操縱和探測高達(dá)3050個光子的量子態(tài)，遠(yuǎn)超255個光子的“九章三號”。求解高斯玻色取樣問題比目前全球最快的超級計算機快10的54次方倍。

記者13日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲知該信息。國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》當(dāng)天發(fā)表了這項成果。

“九章四號”由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽、張強、劉乃樂等組成的研究團(tuán)隊，聯(lián)合濟(jì)南量子技術(shù)研究院、山西大學(xué)、清華大學(xué)、上海人工智能實驗室、嶗山實驗室、國家并行計算機工程技術(shù)研究中心等單位研制。

目前主流量子計算技術(shù)路線包括超導(dǎo)、離子阱、光量子和中性原子等?！傲孔佑嬎銉?yōu)越性”是當(dāng)前一個國家量子計算研究實力的直接體現(xiàn)。

“九章”系列數(shù)次升級迭代，多次刷新世界紀(jì)錄。2020年研制76個光子的“九章”光量子計算原型機；2021年發(fā)布113個光子、可相位編程的“九章二號”；2023年“九章三號”將光子數(shù)提升到255個。

4月10日拍攝的“九章四號”量子計算原型機局部。新華社記者 周牧 攝

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授陸朝陽介紹，此次研究團(tuán)隊研發(fā)了高效率的光參量振蕩器光源和時空混合編碼干涉儀，將1024個高效率壓縮態(tài)光場集成到一個時空混合編碼的8176模式線路中，進(jìn)而獲得對3050個光子的操縱和探測能力。

“這意味著，‘九章四號’此次生成的最復(fù)雜數(shù)據(jù)樣本只需要25微秒，比一眨眼時間還短。而目前地球上最強大的超級計算機算出這個結(jié)果需要超過10的42次方年?！标懗栒f。

2019年，美國谷歌公司宣布研制出53個量子比特的計算機。此后，中國科研團(tuán)隊相繼發(fā)布76個光子的“九章”光量子計算原型機及56比特超導(dǎo)原型機“祖沖之二號”，中國成為全球唯一在兩條技術(shù)路線上均達(dá)到量子計算優(yōu)越性的國家。2025年底，中國取得量子糾錯領(lǐng)域“低于閾值，越糾越對”的里程碑式成就。

國際學(xué)界主流觀點認(rèn)為，量子計算發(fā)展需經(jīng)歷三個階段：實現(xiàn)量子計算優(yōu)越性；研制可操縱數(shù)百個量子比特的量子模擬機；研制可編程的通用量子計算機。其中，量子糾錯是走向通用量子計算機的重要門檻。

陸朝陽表示，“九章四號”成果代表了低損耗光量子處理器在規(guī)模和復(fù)雜度上的重大飛躍，為構(gòu)建“萬億量子模式的三維簇態(tài)”和未來“容錯光量子計算硬件”提供了更多可能性。