九章四号：中国量子计算原型机比全球最快超算快1054倍，成果登上Nature

中国科学技术大学等科研团队成功研制出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」，操纵和探测高达3050个光子的量子态。这一成果发表在《自然》（Nature）上，进一步巩固了中国在光量子计算领域的世界领先地位。

量子优势比达1054

九章四号被应用于高效求解高斯玻色采样任务，其计算速度比当前全球最快的超级计算机El Capitan快1054倍。具体来说，九章四号生成一个样本仅需25微秒，而使用目前世界上最强大的超级计算机El Capitan和目前最好的经典算法，需要超过1042年的时间。

三大技术突破

针对编码线路日益庞大复杂导致的光子损耗问题，科研团队研发了高效率的光参量振荡器光源和时空混合编码干涉仪。将1024个高效率压缩态光场集成到一个时空混合编码的8176模式线路中，实现了92%的光源效率和51%的系统总效率。该时空混合编码架构实现了连接度的立方级扩展，使得系统能够在102461维的巨大希尔伯特空间中进行采样。

战略意义

九章系列专用量子计算原型机所执行的高斯玻色采样任务，不仅是展示量子计算优越性的重要模型，还可用于生成容错量子计算所需的玻色纠错码及大规模量子纠缠簇态。九章四号的成果代表了低损耗光量子处理器在规模和复杂度上的重要发展，为后续容错量子计算机的研制储备了必要的可扩展调控技术。