新华社合肥5月13日电（记者陈诺、戴威、何曦悦）今朝世界上最快的超等计较机，求解特定命学问题约需10的42次方年。由中国科学家最新研制乐成的“九章四号”量子计较原型机只需要25微秒，比超算快跨越亿亿亿亿亿亿倍。

“九章四号”量子计较原型机局部。新华社发

中国科学技能年夜学潘建伟、陆向阳、张强、刘乃乐等构成的研究团队结合海内多家科研单元，乐成研制出1024个量子压缩态输入、8176模式的可编程量子计较原型机“九章四号”，初次把持及探测高达3050个光子的量子态，再度刷新光量子信息技能世界纪录。国际知论理学术期刊《天然》13日发表了该结果。

甚么是量子计较机？它及咱们一样平常用的电脑有甚么区分？“九章四号”为什么那末强？此次结果象征着啥？新华社记者独家采访科研团队，带来权势巨子解读。

问：啥叫量子计较机？

答：量子计较机是一类遵照量子力学纪律举行高速数学及逻辑运算、存储和处置惩罚量子信息的物理装配。与经典计较的平凡比特差别，量子计较机用的量子比特不是只有“0”或者“1”，而是可以同时处在“0”及“1”的叠加态。借助叠加态与纠缠态，量子计较可以或许于统一时间并行处置惩罚年夜量计较路径，于特定问题上实现指数级加快。

“九章四号”相对于今朝最快超等计较机的加快比。新华社发

今朝主流量子比绝技术线路包括超导、离子阱、光量子及中性原子等。“九章四号”是光量子计较原型机，利用光子来编码量子比特，经由过程对于光子的量子操控和丈量来实现量子计较，是“九章”（2020年）、“九章二号”（2021年）、“九章三号”（2023年）量子计较原型机的再进级版。

问：1024个量子压缩态、8176模式、3050个光子是啥意思？

答：“1024个量子压缩态”可以通俗地舆解为这台量子计较机运行时的“高能燃料”。于光量子计较中，压缩态光子具备极为非凡的量子特征，是构建繁杂量子纠缠的基础。

“8176模式”指的是光子于计较收集中可以穿梭的“路径”或者“维度”的总数。你可以把这想象成一个有着8176个出口的超等三维立体迷宫，光子于内里举行极繁杂的干预干与游走。

“3050个光子”就是3000多个量子比特。此前，“九章三号”探测及把持255个光子，“九章四号”晋升了10倍多，象征着体系可以或许代表及处置惩罚的计较状况空间呈指数级增加，标记着人类操控微不雅量子世界的范围有了数目级的超过。

“九章四号”量子计较原型机示用意。新华社发

问：“九章四号”最年夜的技能冲破于哪？

答：光量子计较走向更年夜范围一直被一个叫“光子损耗”的“拦路虎”拦截：跟着光学收集愈来愈年夜、愈来愈繁杂，光子于内里极为轻易跑丢，从而年夜幅减弱计较能力。

这次最年夜的技能冲破于在团队首创的“可编程时空混淆编码”架构。已往假如要扩展范围，只能经由过程增长光学器件，致使装备重大且损耗极高。“九章四号”让光子于时间及空间两个维度上同时发生干预干与，极年夜晋升了整个收集的连通性，又统筹节制了物理器件的范围，进而得到了对于高达3050个光子的把持及探测能力，带来算力的指数级晋升。

2026年4月10日拍摄的“九章四号”量子计较原型机局部。新华社记者 周牧 摄

问：此次结果象征着啥？

答：今朝“九章”系列是极其强盛的专用量子模仿机，它只擅长解决“高斯玻色取样”如许特定的数学问题。这个数学问题短时间内可用在图象辨认、图论计较等，久远还有能天生玻色纠错码，是将来打造高不变通用量子计较机的要害。

“九章四号”于范围与低损耗的两重领先上风为构建“万亿量子模式的三维簇态”及将来的“容错光量子计较硬件”提供了可能，为将来的通用量子计较机奠基了坚实基础。

实现通用量子计较机，需要把持上百万个量子比特，同时也要具有纠错能力。这些都需要于现有量子计较原型机基础上不停迭代，逐步实现。

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