中国科学家成功构建量子计算原型机“九章三号” 紧随谷歌全球第二

2023年10月11日，中国科学家宣布了一项令人振奋的科技成就，他们成功构建了一台量子计算原型机，名为“九章三号”，这一成就被认为是在研制量子计算机领域的一次里程碑。该原型机的独特之处在于其惊人的计算速度，能够以比目前全球最快的超级计算机快一亿亿倍的速度求解高斯玻色取样数学问题，这为未来的科学和技术发展开辟了崭新的前景。

这台“九章三号”量子计算原型机由中国科学技术大学的潘建伟和陆朝阳等研究团队，与中国科学院上海微系统与信息技术研究所以及国家并行计算机工程技术研究中心的合作完成。该成果当天发表在国际学术期刊《物理评论快报》上，引起了广泛的关注。

量子计算是一种新型计算模式，它利用量子力学的规律来进行计算。1981年，诺贝尔奖获得者理查德·费曼首次提出了量子计算机的构想。潘建伟表示，量子计算机在原理上具有超快的并行计算能力，有望在密码破译、大数据优化、天气预报、材料设计、药物分析等领域提供比传统计算机更强的算力支持。

在此之前，2019年，美国谷歌公司成功研制出了一台由53个量子比特组成的计算机，名为“悬铃木”，首次实现了量子优越性。2020年，潘建伟团队构建了一台由76个光子组成的量子计算原型机“九章”，使中国成为全球第二个实现量子优越性的国家。

量子优越性意味着新生的量子计算原型机在某个问题上的计算能力超过了最强大的传统计算机，这一突破标志着未来有望实现更多领域的超越。陆朝阳教授指出，虽然量子计算机仍然面临许多挑战，但这是一个重要的里程碑。

2021年，潘建伟团队成功研制了一台由113个光子组成的“九章二号”和一台由66个量子比特构成的“祖冲之二号”量子计算原型机，使中国成为在光学和超导两个技术路线上都实现量子优越性的国家。

“九章三号”是他们首次实现对255个光子的操纵能力，这大大提高了计算的复杂度。根据业界公开的数据，与“九章二号”相比，“九章三号”处理高斯玻色取样的速度提高了一百万倍。最复杂的样本，只需1微秒即可完成，而当前全球最快的超级计算机则需要约200亿年的时间才能完成相同的任务。

尽管取得了这一显著的成就，要成功研制出可应用于各种领域的量子计算机仍然需要很长的时间和努力。国际主流观点认为，至少需要5到10年的进一步研究和发展，但中国的科学家们已经为这一目标迈出了重要的一步，为未来的科技革新和计算能力的提升奠定了坚实的基础。