近日，我(wo)國成功構建(jian)了(le)255個光子(zi)的(de)(de)量子(zi)計(ji)算原型機“九章三號”，再度(du)刷新了(le)光量子(zi)信息(xi)的(de)(de)技(ji)術(shu)水平和(he)量子(zi)計(ji)算優越性的(de)(de)世界紀錄。這不僅證(zheng)明(ming)了(le)量子(zi)計(ji)算技(ji)術(shu)的(de)(de)可行性，而且對于拓展人(ren)類認知的(de)(de)邊界、提升我(wo)國國家競爭力、為國家信息(xi)安全提供保障具有重要意義(yi)。
首先(xian)，不斷迭(die)代體現了中(zhong)國在量子計算(suan)領域(yu)的持續努力和進步。
“九章(zhang)(zhang)三號(hao)”是一(yi)臺光(guang)量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算原(yuan)型(xing)機(ji)(ji)，由(you)中國科學(xue)技術大學(xue)等多(duo)家單位合作研(yan)發成功。九章(zhang)(zhang)量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算原(yuan)型(xing)機(ji)(ji)的(de)歷(li)史可以追溯到(dao)2020年12月，當時(shi)該(gai)團隊(dui)成功地(di)研(yan)制出了76個(ge)光(guang)子(zi)的(de)量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算原(yuan)型(xing)機(ji)(ji)，并將(jiang)其命(ming)名為“九章(zhang)(zhang)”。在此基礎上，科學(xue)家們(men)進一(yi)步構建了“九章(zhang)(zhang)二號(hao)”和“九章(zhang)(zhang)三號(hao)”量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算原(yuan)型(xing)機(ji)(ji)，它們(men)的(de)光(guang)子(zi)數量(liang)(liang)分別增(zeng)加到(dao)113個(ge)和255個(ge)。
量(liang)(liang)子(zi)計(ji)算(suan)是一(yi)種基于量(liang)(liang)子(zi)力學原理(li)和(he)量(liang)(liang)子(zi)比特(te)（qubit）進行(xing)高速(su)(su)數學和(he)邏輯運算(suan)、存儲及處理(li)量(liang)(liang)子(zi)信息(xi)的(de)物(wu)理(li)裝(zhuang)置。量(liang)(liang)子(zi)計(ji)算(suan)具有并行(xing)性，指數級加(jia)速(su)(su)等優勢(shi)。與傳統計(ji)算(suan)機(ji)使(shi)用的(de)比特(te)不(bu)同，量(liang)(liang)子(zi)比特(te)可以同時處于多種狀態的(de)疊加(jia)態，這使(shi)得量(liang)(liang)子(zi)計(ji)算(suan)在某些問題上具有更(geng)高的(de)效率和(he)速(su)(su)度(du)。
“九章(zhang)三(san)號”是光(guang)(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)技(ji)術(shu)路線(xian)上(shang)(shang)的一次重大突破。量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)的技(ji)術(shu)路線(xian)包括許多不(bu)同的方(fang)法，主(zhu)要(yao)有(you)超導量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)、離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)阱計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)、光(guang)(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)、半導體量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)。此外還有(you)一些其他(ta)的技(ji)術(shu)路線(xian)，如極化分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)、硅中的電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)或核自旋計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)等。“九章(zhang)三(san)號”采用的是光(guang)(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)技(ji)術(shu)路線(xian)。光(guang)(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)使用光(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)作為信息載體進(jin)行計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)，其主(zhu)要(yao)優勢(shi)在(zai)于理論上(shang)(shang)可以實現(xian)無限并(bing)行計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)，且不(bu)存在(zai)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)糾纏(chan)問(wen)題(ti)。光(guang)(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)在(zai)解決特定問(wen)題(ti)時具有(you)較高(gao)的效率和速度(du)，例如對于搜索(suo)無序數(shu)據(ju)庫等問(wen)題(ti)，光(guang)(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)相較于經典計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)具有(you)指數(shu)級的加速優勢(shi)。“九章(zhang)三(san)號”量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)原型機在(zai)處理高(gao)斯(si)玻色(se)取樣數(shu)學(xue)問(wen)題(ti)上(shang)(shang)的速度(du)上(shang)(shang)有(you)著顯著的突破。根據(ju)公開正式發(fa)表的最優經典精確采樣算(suan)(suan)(suan)(suan)法，“九章(zhang)三(san)號”處理高(gao)斯(si)玻色(se)取樣的速度(du)比上(shang)(shang)一代“九章(zhang)二號”提升(sheng)了100萬倍(bei)，比目(mu)前全球最快(kuai)的超級計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)機快(kuai)1億億倍(bei)，處理某些問(wen)題(ti)的能力(li)遠超傳統計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)機。
“九章三號”采用了(le)時空解(jie)復(fu)用的(de)光子(zi)(zi)探測新方法(fa)，構建(jian)了(le)高保真度(du)的(de)準光子(zi)(zi)數可分辨(bian)探測器，提升了(le)光子(zi)(zi)操縱(zong)水(shui)平和量(liang)(liang)子(zi)(zi)計算(suan)復(fu)雜度(du)。這意味(wei)著“九章三號”在操作和測量(liang)(liang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)比特時，能夠盡可能地減少誤差，保持量(liang)(liang)子(zi)(zi)比特的(de)初(chu)始狀態，從而提高量(liang)(liang)子(zi)(zi)計算(suan)的(de)精度(du)和可靠性(xing)。
其次，既拓展了人類認(ren)知邊界，又提升了國(guo)家(jia)競爭力。
“九(jiu)章三號”的(de)(de)成功研制并(bing)在(zai)全球范圍內實現量(liang)(liang)子優(you)越性，證明了量(liang)(liang)子計(ji)算技術(shu)是(shi)一種可行的(de)(de)計(ji)算方式，能夠解(jie)決傳統計(ji)算機(ji)難以解(jie)決的(de)(de)問題。量(liang)(liang)子力學是(shi)現代物(wu)理學的(de)(de)基石之一。“九(jiu)章三號”的(de)(de)成功，使我們對量(liang)(liang)子世界的(de)(de)認(ren)知更加深入(ru)，拓(tuo)展了人類認(ren)知的(de)(de)邊界。
在量(liang)子計(ji)算領域，我國在超導(dao)(dao)、半導(dao)(dao)體、光學(xue)等(deng)三條技(ji)術路線上均取得了(le)重要突破。“九(jiu)章三號”量(liang)子計(ji)算原型機的(de)研制成功并實(shi)現量(liang)子優越(yue)性，為我國在量(liang)子計(ji)算領域占領科技(ji)制高點，保(bao)持國際競爭優勢提供了(le)有(you)力(li)(li)保(bao)障。在全球科技(ji)競爭日益(yi)激烈的(de)背(bei)景下(xia)，我國在量(liang)子計(ji)算領域的(de)突破將(jiang)為國家(jia)的(de)科技(ji)創(chuang)新和經濟(ji)發展注入強大的(de)動力(li)(li)。
此外，量子計算技術(shu)在信息(xi)(xi)安(an)全方面的應用，可以(yi)有效(xiao)提(ti)高我國(guo)的信息(xi)(xi)安(an)全水平，為國(guo)家的信息(xi)(xi)安(an)全提(ti)供強大的技術(shu)保障。
再次，量子(zi)計算技術將助(zhu)力未(wei)來科技發展(zhan)。
“九章(zhang)三號”量(liang)(liang)子計(ji)算(suan)原型機的(de)成(cheng)功研制，將(jiang)進一步推動量(liang)(liang)子計(ji)算(suan)技術(shu)的(de)發展，使得量(liang)(liang)子計(ji)算(suan)從實(shi)(shi)驗室(shi)走向實(shi)(shi)際(ji)應用成(cheng)為可(ke)能。量(liang)(liang)子計(ji)算(suan)的(de)強大計(ji)算(suan)能力，將(jiang)可(ke)能對許多行(xing)業產(chan)生深遠影響，包括密碼學、優化問題、藥物設計(ji)等。
而且，量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)的(de)發(fa)展，將推動量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)通信、量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)傳感等相(xiang)關領域(yu)的(de)發(fa)展，形(xing)成(cheng)完整的(de)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)信息技術(shu)體(ti)系。這(zhe)些技術(shu)在國防、金融、醫療等領域(yu)具(ju)有廣泛的(de)應(ying)用前(qian)景。由于(yu)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)技術(shu)在處(chu)理大(da)數(shu)據、復雜計(ji)(ji)(ji)算(suan)等問(wen)題(ti)上具(ju)有天(tian)然優勢，“九章三號”量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)原型機的(de)成(cheng)功，將為(wei)科學研究提供更(geng)為(wei)強大(da)的(de)計(ji)(ji)(ji)算(suan)工具(ju)，同時將推動第四次科技革命在更(geng)多領域(yu)取得(de)突(tu)破性進展。（作(zuo)者是知名科技工作(zuo)者）。
