比超算快 10 的 54 次方倍:九章四号把量子优越性推向可扩展

比超算快 10 的 54 次方倍:九章四号把量子优越性推向可扩展

11 月 2 日,2026 年世界互联网大会领先科技奖在乌镇揭晓,中国科学技术大学等机构研制的「九章四号」光量子计算原型机拿下基础研究类奖项。这项成果今年 5 月已经登上《自然》。

「九章四号」是一台具有 1024 个量子压缩态输入、8176 模式的可编程光量子计算原型机。按研究团队的测试结果,在求解高斯玻色采样这一特定数学问题时,它生成一个样本只需 25 微秒;而目前全球最快的超级计算机 El Capitan 即便采用最先进的经典算法,完成同样任务需要超过 10 的 42 次方年。两者相比,计算速度快约 10 的 54 次方倍。

难点不在「快」,在「损耗」

光子是光量子计算的重要载体,但在大规模计算过程中极易损耗,这是制约计算规模扩大的核心障碍。团队研发了高效率光源和时空混合编码干涉仪,把 1024 个高效率压缩态光场集成到 8176 模式线路中,实现 92% 的光源效率和 51% 的系统总效率,首次实现对高达 3050 个光子量子态的操纵与探测,比此前最好结果提升超过 10 倍。

从 2020 年「九章」首次在光学体系实现量子计算优越性算起,这条曲线从 76 个光子走到了 3050 个光子。同一时期,「祖冲之」系列超导原型机也在持续推进,中国成为全球唯一在光量子计算和超导量子计算两条技术路线上都实现「量子计算优越性」的国家。

它不是通用量子计算机

需要把边界说清楚:九章四号解决的是特定采样问题,不能用来跑通用算法,也还做不到 30 年前那场著名赌约里的目标——分解一个 500 位的大数。它的价值在于证明「这条路能走通、并且能扩展」,而不是替代现有计算机。

今年共征集到来自 43 个国家和地区的 430 余项科技成果,最终评出 20 项获奖成果,其中基础研究仅 2 项。与九章四号同批获奖的还包括「昇腾 950 超节点」「九源统一智能计算系统」「面向空间量子信息的光传输技术」等,指向的都是算力底座与连接能力。

三个判断

  • 工程指标比倍数更有意义。10 的 54 次方是传播语言,92% 光源效率、51% 系统效率、3050 个光子是可复现的工程刻度。后者才是同行能验证、能追赶的东西。
  • 短期落地在科研与专用模拟。材料设计、药物分子模拟、特定优化问题会先用上;对现有密码体系的威胁还很远,不必用「量子霸权」的叙事去理解它。
  • 纠错才是下一个关口。物理比特数量上来之后,逻辑比特的容错能力决定它能否从实验室走向可用系统。这条路通常比提升比特数更难。

量子计算常被误解成「更快的电脑」,实际上它更像一台专用实验装置:只有在特定问题上,它才有指数级的优势。理解这一点,才能判断哪些新闻是真突破,哪些只是又一次参数刷新。

信息来源:新华社、国际在线、中国新闻网(2026-11-02 至 11-04);论文发表于《自然》(2026-05-13)。

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