当前当前当前世界上最快的超级计算机，求解特定数学舛错约需10的42次方年。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求25微秒，比超算快超越亿亿亿亿亿亿倍。

中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等组成的研讨团队结合国内多家科研单位，成功研制出1024个量子紧缩态输入、8176形式的可编程量子计算原型机“九章四号”，初次支配和探测高达3050个光子的量子态，再度刷新光量子资讯技术世界纪录。国际知名学术期刊《自然》13日发表了该成果。

什么是量子计算机？它和我们日常用的电脑有什么区别？“九章四号”为何那么强？这次成果意味着啥？新华社记者独家采访科研团队，带来权威解读。

问：啥叫量子计算机？
答：量子计算机是一类遵照量子力学规律停止高速数学和逻辑运算、存储及ά量子资讯的物理安装。与经典计算的普通比特不同，量子计算机用的量子比特不是只要“0”或“1”，而是可以同时处于“0”和“1”的叠加态。借助叠加态与纠缠态，量子计算可以在同一时间并行ά大量计算途径，在特定舛错上完成指数级加速。

当前主流量子比特技术道路包括超导、离子阱、光量子和中性原子等。“九章四号”是光量子计算原型机，运用光子来编码量子比特，经过对光子的量子操控及丈量来完成量子计算，是“九章”（2020年）、“九章二号”（2021年）、“九章三号”（2023年）量子计算原型机的再晋级版。

问：1024个量子紧缩态、8176形式、3050个光子是啥意义？
答：“1024个量子紧缩态”可以粗浅地理解为这台量子计算机运转时的“高能燃料”。在光量子计算中，紧缩态光子具有极端特殊的量子特性，是构建复杂量子纠缠的根底。

“8176形式”指的是光子在计算网络中可以穿越的“途径”或“维度”的总数。你可以把这想象成一个有着8176个出口的超级三维平面迷宫，光子在里面停止极复杂的干预游走。

“3050个光子”就是3000多个量子比特。此前，“九章三号”探测和支配255个光子，“九章四号”提升了10倍多，意味着系统可以代表和ά的计算状态面积呈指数级增长，标志着人类操控微观量子世界的范围有了数量级的逾越。


问：“九章四号”最大的技术打破在哪？
答：光量子计算走向更大范围不断被一个叫“光子损耗”的“拦路虎”阻挠：随着光学网络越来越大、越来越复杂，光子在里面极端容易跑丢，从而大幅削弱计算才能。

此次最大的技术打破在于团队首创的“可编程时空混合编码”架构。过去假设要扩展范围，只能经过增加光学器件，招致设备庞大且损耗极高。“九章四号”让光子在时间和面积两个维度上同时发作干预，极大提升了整个网络的连通性，又统筹控制了物理器件的范围，进而获得了对高达3050个光子的支配和探测才能，带来算力的指数级提升。

问：这次成果意味着啥？
答：当前“九章”系列是极为强大的专用量子模拟机，它只擅长处理“高斯玻色取样”这样特定的数学舛错。这个数学舛错短期内可用于图像识别、图论计算等，长远还能生成玻色纠错码，是将来打造高稳固通用量子计算机的关键。

“九章四号”在范围与低损耗的双重抢先优势为构建“万亿量子形式的三维簇态”和将来的“容错光量子计算硬件”提供了可能，为将来的通用量子计算机奠定了坚实根底。

完成通用量子计算机，需求支配上百万个量子比特，同时也要具备纠错才能。这些都需求在现有量子计算原型机根底上不时迭代，渐渐完成。

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