25微秒。這是“九章四號”量子計算原型機生成一個高斯玻色取樣樣本所需要的時間。

把這個數字翻譯成人能感知的尺度：人類眨一次眼大約需要300毫秒，也就是30萬微秒。“九章四號”完成一次計算的時間，大約是人眨眼時長的八千分之一。

而同樣的任務，交給當今這顆星球上最強大的超級計算機——“El Capitan”——并配合目前人類所掌握的最優經典算法，需要超過10的42次方年。

10的42次方年是什么概念？宇宙誕生至今的時間，大約是1.38乘以10的10次方年，也就是138億年。

用通俗的話說，即使把宇宙大爆炸那一刻就啟動超算，一刻不停地算到今天，也只完成了任務所需總時長的不到萬億億億分之一。

將兩者相除，得到的是一個令整個科學界為之震動的數字——“九章四號”在求解同一問題時，其計算速度達到了全球最快超級計算機的10的54次方倍。

這個數字不是增長百分之幾十，不是翻了上千倍，而是在1后面加上54個零的恐怖量級。這是量子計算從“我比你快”到“你永遠追不上”的一次降維打擊。

“九章四號”較上一代“九章三號”的255個光子操縱能力提升了超過10倍，達到了3050個光子。

光子數的提升并非簡單的數量疊加，而是計算能力的指數級增長。

每增加一個光子，系統所能探索的量子態空間就會翻倍擴展，3050個光子所對應的希爾伯特空間維度高達102461維，是“九章三號”的指數級倍數。

回顧中國在量子計算領域的進擊路徑，一條清晰的階梯式躍遷圖景呈現在眼前。

2020年，“九章”初代問世，76個光子，在國際上首次于光學體系實現量子計算優越性；2021年，“九章二號”將光子數推至113；2023年，“九章三號”再翻番至255個光子。

而今天，“九章四號”以3050個光子的操控能力站上了國際光量子計算領域的最高點。

與此同時，2021年中國成功研制的56比特超導量子原型機“祖沖之二號”，也讓中國成為全球唯一一個在光量子和超導兩條技術路線上都實現了“量子計算優越性”的國家。

但通往3050光子的道路并不平坦。在開發大規模量子處理器的過程中，一道被稱為“光子損耗”的技術難題一直像攔路虎般擋在科學家面前。

隨著光學網絡日益龐大復雜，光子在系統中傳播時不可避免地會丟失，這嚴重制約著系統的可擴展性。

一個光子丟失了，整個計算就可能出現錯誤。當光子數量從幾十拓展到上百、上千時，光子損耗帶來的挑戰幾乎是數量級式的增長。

這一次，“九章四號”團隊給出的技術方案突破了這項瓶頸。

團隊研發了高效率的光參量振蕩器光源和時空混合編碼干涉儀，將1024個高效率壓縮態光場集成到一個時空混合編碼的8176模式線路中，實現了92%的光源效率和51%的系統總效率。

這套首創的“可編程時空混合編碼”架構，讓光子在時間和空間兩個維度上同時發生干涉，極大提升了整個網絡的連通性，又兼顧控制了物理器件的規模，最終實現了連接度的立方級擴展。

換言之，過去光量子計算“規模一大就散架”的困局，在這一架構下得到了根本性的突破。

值得注意的是，有一個細微卻關鍵的數據經常被忽略：“九章四號”并非一臺通用計算機，它的“快”目前依然只針對高斯玻色取樣這一特定的數學問題。

在這個問題上，量子計算具有天然的優勢——光子天生就適合做玻色取樣，因為光子本身就是玻色子。這也是光量子計算在特定問題上能夠實現對超算“降維打擊”的物理本質。

不過，高斯玻色取樣并非毫無價值的數學玩具。短期來看，它可以用于圖像識別、圖論計算等領域；遠期來看，它還可以生成玻色糾錯碼，這是未來構建高穩定通用量子計算機的關鍵一步。

從全球競爭格局來看，量子計算早已成為大國戰略博弈的核心戰場。

在國際層面，加拿大Xanadu公司聯合美國國家標準與技術研究院，已于2022年發布了216光子的“北極光”處理器，成為繼中國之后第二個在光學體系實現量子計算優越性的團隊。

此次“九章四號”以3050個光子的壓倒性優勢再度拉大了差距。

此外，美國谷歌公司早在2019年就憑借53比特超導處理器“懸鈴木”率先聲稱實現了“量子霸權”——然而這一宣稱在隨后的技術核驗中遭到動搖。

中國科大和上海人工智能實驗室的科學家團隊通過創新經典算法，將谷歌聲稱超算需要一萬年才能完成的計算任務壓縮到了數十秒，同時在能耗上比谷歌方案少了15倍，徹底顛覆了谷歌最初的結論。

與谷歌“懸鈴木”相對脆弱的量子霸權宣示相比，潘建偉團隊的路徑更為審慎。

從“九章”到“九章四號”，每一代升級的數據都經過公開發表、接受全球學界檢驗，沒有任何一個環節留有爭議的空間。

這種科研作風本身，就是中國量子計算在全球博弈中的一道護城河。

“九章四號”的突破意味著什么？

如果把量子計算比作一場馬拉松，谷歌的“懸鈴木”類似于起跑時的短暫領先，但此后的賽程，每一步都在考驗硬件控制能力、算法創新和系統架構的綜合實力。

中國團隊2020年以光學路線切入，此后幾乎每隔一到兩年就推出一代升級版本，每一代的光子數都大幅躍升，每一代的量子優勢比都呈指數級增長。

“九章四號”所代表的，不僅是某一時間節點的領先，更是一種持續的技術迭代能力和穩定的科研組織模式。

這在國際量子計算領域，本身就是極為稀缺的戰略資產。而“九章四號”的成果，也為構建“萬億量子模式的三維簇態”和未來“容錯光量子計算硬件”提供了更多可能性。

一旦容錯量子計算機得以實現，整個計算機科學的格局都將被重新定義——那將是從“專用量子計算”邁向“通用量子計算”的歷史性分水嶺。

有些人或許會問：一個專門用來解特定數學題的機器，對普通人有什么意義？這個問題本身就是對歷史的誤讀。

1947年第一臺電子計算機ENIAC誕生時，它只能計算彈道表，連最基本的文字處理都做不到，當時能想到將它用于今天智能手機所承載的一切功能嗎？

2003年人類完成人類基因組測序時，耗時13年、耗資30億美元，而今測一個人的全基因組只要幾百美元，而這背后依賴的是經典計算能力的巨大飛躍。

每一次計算技術的范式革命，都是從“看似無用的專門任務”開始的。

當量子比特的操控精度突破容錯閾值，當專用量子模擬機進化為通用量子計算機，“九章四號”所代表的技術躍遷，將在密碼破譯、藥物研發、材料設計、氣象預報等領域，帶來我們如今還無法完全想象的變革。

“九章四號”的意義，不在于它今天做了什么，而在于它為明天打開了一扇多大尺寸的門。

信源鏈接

• https://www.cas.cn//cm/202605/t20260514_5109615.shtml

• http://news.fjsen.com/2026-05/14/content_32184852.htm