近日，我(wo)國成功構建了255個光(guang)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)計算原型機“九章三號”，再度刷新了光(guang)量(liang)子(zi)(zi)信息的(de)(de)(de)技(ji)術水平和量(liang)子(zi)(zi)計算優(you)越性(xing)的(de)(de)(de)世界(jie)紀錄。這不僅證明了量(liang)子(zi)(zi)計算技(ji)術的(de)(de)(de)可行性(xing)，而且對于(yu)拓展人類認知的(de)(de)(de)邊界(jie)、提(ti)升我(wo)國國家競爭力(li)、為國家信息安(an)全提(ti)供(gong)保障具有(you)重要意義。
首先，不斷(duan)迭代體現了中國(guo)在量子計算領(ling)域的持續努力和進步(bu)。
“九章(zhang)三(san)號”是一臺光(guang)(guang)量子(zi)(zi)計算(suan)原(yuan)型(xing)機，由中國科學技(ji)術大學等多家(jia)單位合作研發成功。九章(zhang)量子(zi)(zi)計算(suan)原(yuan)型(xing)機的歷史(shi)可以追(zhui)溯到2020年12月，當時該(gai)團隊成功地研制出(chu)了76個光(guang)(guang)子(zi)(zi)的量子(zi)(zi)計算(suan)原(yuan)型(xing)機，并將其命(ming)名為“九章(zhang)”。在此(ci)基礎上(shang)，科學家(jia)們(men)進(jin)一步(bu)構建了“九章(zhang)二(er)號”和“九章(zhang)三(san)號”量子(zi)(zi)計算(suan)原(yuan)型(xing)機，它們(men)的光(guang)(guang)子(zi)(zi)數(shu)量分別增加到113個和255個。
量(liang)(liang)子(zi)(zi)計算是一種基于量(liang)(liang)子(zi)(zi)力(li)學原理和量(liang)(liang)子(zi)(zi)比(bi)特（qubit）進行高速(su)數(shu)學和邏輯(ji)運算、存儲及處理量(liang)(liang)子(zi)(zi)信息的(de)物理裝(zhuang)置。量(liang)(liang)子(zi)(zi)計算具(ju)有并行性，指數(shu)級(ji)加速(su)等優勢。與傳統計算機使用(yong)的(de)比(bi)特不同，量(liang)(liang)子(zi)(zi)比(bi)特可以同時處于多種狀態的(de)疊加態，這使得量(liang)(liang)子(zi)(zi)計算在某些問(wen)題上(shang)具(ju)有更高的(de)效率和速(su)度(du)。
“九章(zhang)三號(hao)”是光(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)技(ji)(ji)術路線上(shang)的(de)(de)一(yi)次重(zhong)大突破。量(liang)(liang)(liang)子(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)的(de)(de)技(ji)(ji)術路線包括(kuo)許多不同的(de)(de)方法，主(zhu)要有超導(dao)(dao)量(liang)(liang)(liang)子(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、離子(zi)阱計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、光(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、半導(dao)(dao)體量(liang)(liang)(liang)子(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)。此外(wai)還有一(yi)些其他的(de)(de)技(ji)(ji)術路線，如極化分子(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、硅中的(de)(de)電(dian)子(zi)或核自(zi)旋(xuan)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)等。“九章(zhang)三號(hao)”采用的(de)(de)是光(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)技(ji)(ji)術路線。光(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)使用光(guang)子(zi)作為信息載體進(jin)行計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)，其主(zhu)要優(you)(you)勢在(zai)于理(li)論(lun)上(shang)可以(yi)實現無限并行計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)，且不存在(zai)量(liang)(liang)(liang)子(zi)糾纏問(wen)(wen)(wen)題。光(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)在(zai)解決(jue)特(te)定問(wen)(wen)(wen)題時具有較高(gao)的(de)(de)效率和(he)速度，例如對(dui)于搜索無序數(shu)據庫等問(wen)(wen)(wen)題，光(guang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)相較于經典(dian)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)具有指數(shu)級(ji)的(de)(de)加速優(you)(you)勢。“九章(zhang)三號(hao)”量(liang)(liang)(liang)子(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)原型機在(zai)處(chu)理(li)高(gao)斯玻色(se)取樣(yang)數(shu)學問(wen)(wen)(wen)題上(shang)的(de)(de)速度上(shang)有著(zhu)顯著(zhu)的(de)(de)突破。根據公開正式發表的(de)(de)最(zui)優(you)(you)經典(dian)精確采樣(yang)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)法，“九章(zhang)三號(hao)”處(chu)理(li)高(gao)斯玻色(se)取樣(yang)的(de)(de)速度比上(shang)一(yi)代“九章(zhang)二號(hao)”提升(sheng)了100萬倍(bei)，比目前全(quan)球最(zui)快(kuai)(kuai)的(de)(de)超級(ji)計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)機快(kuai)(kuai)1億(yi)億(yi)倍(bei)，處(chu)理(li)某些問(wen)(wen)(wen)題的(de)(de)能力遠超傳統計(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)機。
“九章三號”采用了時(shi)空(kong)解復用的(de)(de)光子(zi)(zi)(zi)(zi)探(tan)測新方法，構建了高保真度的(de)(de)準光子(zi)(zi)(zi)(zi)數可分辨探(tan)測器，提(ti)升了光子(zi)(zi)(zi)(zi)操縱水平和量子(zi)(zi)(zi)(zi)計算復雜度。這意味著“九章三號”在(zai)操作和測量量子(zi)(zi)(zi)(zi)比特時(shi)，能夠盡可能地(di)減少誤差，保持量子(zi)(zi)(zi)(zi)比特的(de)(de)初始狀態，從(cong)而提(ti)高量子(zi)(zi)(zi)(zi)計算的(de)(de)精度和可靠性。
其次，既拓展了人類認知邊(bian)界，又提升了國家競爭(zheng)力。
“九(jiu)章三號(hao)”的(de)(de)(de)成功(gong)研制并(bing)在(zai)全球(qiu)范圍內實現量(liang)子優越性，證明了(le)量(liang)子計(ji)算技術是(shi)一(yi)種(zhong)可(ke)行的(de)(de)(de)計(ji)算方式，能夠解決(jue)傳統計(ji)算機難以(yi)解決(jue)的(de)(de)(de)問題。量(liang)子力學是(shi)現代物(wu)理學的(de)(de)(de)基石(shi)之一(yi)。“九(jiu)章三號(hao)”的(de)(de)(de)成功(gong)，使我(wo)們對(dui)量(liang)子世(shi)界的(de)(de)(de)認(ren)知(zhi)更加深(shen)入，拓(tuo)展了(le)人類認(ren)知(zhi)的(de)(de)(de)邊界。
在(zai)(zai)量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)(suan)領域，我國(guo)在(zai)(zai)超(chao)導、半導體、光學等三(san)條技術路線上均取(qu)得(de)了(le)重要突破(po)。“九章(zhang)三(san)號”量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)(suan)原型(xing)機(ji)的(de)(de)研制成功并實(shi)現(xian)量(liang)子(zi)(zi)優(you)越(yue)性，為(wei)我國(guo)在(zai)(zai)量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)(suan)領域占領科技制高點(dian)，保(bao)持(chi)國(guo)際競爭優(you)勢(shi)提(ti)供了(le)有力(li)保(bao)障。在(zai)(zai)全(quan)球科技競爭日益(yi)激烈的(de)(de)背景下，我國(guo)在(zai)(zai)量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)(suan)領域的(de)(de)突破(po)將為(wei)國(guo)家(jia)的(de)(de)科技創新和經濟發展注(zhu)入強大的(de)(de)動(dong)力(li)。
此外，量子計(ji)算技術在(zai)信息(xi)安全(quan)方面(mian)的應用，可以有效提高我國的信息(xi)安全(quan)水(shui)平，為國家(jia)的信息(xi)安全(quan)提供強大的技術保障。
再次(ci)，量子計算技(ji)術將助力未來科技(ji)發展。
“九章三號”量子(zi)計(ji)算(suan)(suan)原型(xing)機的(de)成(cheng)功研制(zhi)，將(jiang)進一步(bu)推(tui)動量子(zi)計(ji)算(suan)(suan)技術的(de)發展(zhan)，使得量子(zi)計(ji)算(suan)(suan)從實驗室走向(xiang)實際應用成(cheng)為可能(neng)。量子(zi)計(ji)算(suan)(suan)的(de)強大計(ji)算(suan)(suan)能(neng)力，將(jiang)可能(neng)對(dui)許(xu)多行業產生深遠(yuan)影響，包括密碼學、優化(hua)問題、藥物(wu)設(she)計(ji)等。
而且，量子(zi)計算的(de)(de)發展(zhan)，將推動(dong)量子(zi)通信、量子(zi)傳感等相關領域的(de)(de)發展(zhan)，形成完(wan)整的(de)(de)量子(zi)信息技術體(ti)系。這些技術在國(guo)防、金融、醫療(liao)等領域具有廣(guang)泛的(de)(de)應用前景。由于量子(zi)計算技術在處理大(da)數據、復(fu)雜計算等問題(ti)上具有天然優勢，“九章三號”量子(zi)計算原型機的(de)(de)成功，將為科學研究提(ti)供更(geng)為強大(da)的(de)(de)計算工具，同時將推動(dong)第四次(ci)科技革命在更(geng)多領域取(qu)得突破性進展(zhan)。（作(zuo)者(zhe)是知名科技工作(zuo)者(zhe)）。
