上海
最近中國科技很熱鬧，繼光刻膠之后，量子計算機又獲新突破，但這次不是解決卡脖子問題，而是引領世界。中國科學技術大學潘建偉團隊聯合多家單位研發的光量子計算原型機九章四號，是目前世界上最先進的量子計算機。
而目前世界上最快的超級計算機El Capitan，求解特定數學問題約需10的42次方年，比宇宙年齡還長，但九章四號只需要25微秒，比超算快超過億億億億億億倍。
科學家管這個叫量子計算優越性，翻譯成人話就是在這個任務上，經典計算機已經徹底沒戲了。
而且這臺機器有一個特別逆天的特性，它幾乎不耗電。超導量子計算機需要稀釋制冷機，得把溫度降到接近絕對零度，那一套系統的功耗是按千瓦算的。
但九章四號是光量子路線，核心光學元件在室溫下就能工作，整個系統的功耗大概就是一個普通臺式機加幾個激光器的水平。算完一道題消耗的電量還沒你手機充個電多。
這就意味著將來做大范圍部署的時候，不需要建那種配套的巨型低溫工廠，門檻一下子就低了很多。
當然也有朋友問，這是不是意味著我們馬上就能用上量子電腦了，比如裝個Linux跑個Python，這個想法暫時還實現不了。
九章四號是一臺專用驗證機機，它擅長的是高斯玻色取樣，以及通過這個映射來解決的圖論問題、量子化學問題。它不能像CPU那樣執行任意指令集，它的量子線路是為特定算法光刻出來的。
但這件事情的意義在于，它證明了大規模、低損耗、可編程的光量子信息處理是可行的。以前大家都覺得光量子這條路雖然相干時間長、室溫運行，但是擴展性很難做。
九章四號用時空混合編碼架構，把二維的干涉網絡拓展到了時間和空間兩個維度，一下子就把規模推到了八千多個模式。這個技術路徑一旦走通，后面往十萬、百萬模式擴展就不再是天方夜譚了。
從九章一號到九章四號，你可以清晰地看到一條技術爬坡的曲線，光子數從76到113到255再到3050，每一次跨越都伴隨著光源效率的提升、探測效率的提升以及整體架構的重構。
到了九章四號，系統總效率達到了百分之五十一，這意味著你發射一百個光子，有五十一個能毫發無損地跑完全程并被你探測到。這個效率在光量子領域是非常恐怖的，加拿大那個很厲害的Xanadu公司同類系統才百分之三十二。
另一個讓人興奮的點是它開始展示可編程性了，早期的九章更像是一臺固定的硬件加速器，做什么算法是焊死的。現在九章四號可以通過重新配置外部參數來改變量子線路的行為，這就往通用方向邁出了重要的一步。
團隊自己也說了，下一步的目標是構建萬億量子模式的三維簇態，然后基于容錯光量子計算硬件，最終實現通用的光量子計算機。
那普通人什么時候能蹭上它的算力呢，其實現在已經可以通過一些量子云平臺去調用后端的光量子處理器了，雖然九章四號這種頂配的未必對外開放，但是中小規模的光量子模擬器或者原型機已經可以通過網絡訪問。
你在云端提交了一個圖最大割問題的任務，背后是一臺幾千個光子同時在幾千米長的光纖延遲線里狂奔的機器，幾毫秒后結果傳回來。那種感覺，跟一百年前的人第一次撥通電話差不多。
最后想說，九章四號不是一個人在戰斗，它是中科大、濟南量子技術研究院、山西大學、清華大學、上海人工智能實驗室、嶗山實驗室、國家并行計算機工程技術研究中心一長串名單一起干出來的。
另外我們國家在超導路線上還有本源悟空和祖沖之三號，中國是全球唯一在光量子與超導兩條路線上都實現量子計算優越性的。以前老有人說量子計算是美國的天下，現在這份名單往哪兒一拍，誰領先誰追趕，清清楚楚。
雖然九章四號現在還在實驗室里，但它帶來的那些工程經驗，高效率光源、超低損耗光學網絡、大規模光子復合探測，都會成為下一代量子計算機的基石。
九章四號目前世界上最先進的量子計算機，其3050個可操控光子的龐大規模，是毫無爭議的領先者。但這不意味著九章四號在所有技術路徑中都一騎絕塵，量子計算是多線并行的科技樹，不同路線有各自的強項，很難簡單比出高低。
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