新华社肥5月13日电（记者陈诺、戴威、何曦悦）目前世界上快的计机，求解特定数学问题约需10的42次年。由科学新研制成功的“九章四号”量子计原型机只需要25微秒，比快过亿亿亿亿亿亿倍。
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科学技术大学潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等组成的研究团队联国内多科研单位，成功研制出1024个量子压缩态输入、8176模式的可编程量子计原型机“九章四号”，次操纵和探测达3050个光子的量子态，再度刷新光量子信息技术世界纪录。知名学术期刊《自然》13日发表了该成果。
什么是量子计机？它和我们日常用的电脑有什么区别？“九章四号”为何那么强？这次成果意味着啥？新华社记者采访科研团队，带来解读。
问：啥叫量子计机？
答：量子计机是类遵循量子力学规律进行速数学和逻辑运、存储及处理量子信息的物理装置。与经典计的普通比特不同，量子计机用的量子比特不是只有“0”或“1”，而是可以同时处于“0”和“1”的叠加态。借助叠加态与纠缠态，量子计能够在同时间并行处理大量计路径，在特定问题上实现指数加速。
目前主流量子比特技术路线包括、离子阱、光量子和中原子等。“九章四号”是光量子计原型机，使用光子来编码量子比特乌海泡沫板橡塑板专用胶，通过对光子的量子操控及测量来实现量子计，是“九章”（2020年）、“九章二号”（2021年）、“九章三号”（2023年）量子计原型机的再升版。
问：1024个量子压缩态、8176模式、3050个光子是啥意思？
答：“1024个量子压缩态”可以通俗地理解为这台量子计机运行时的“能燃料”。在光量子计中，压缩态光子具有其特殊的量子特，是构建复杂量子纠缠的基础。
“8176模式”指的是光子在计网络中可以穿梭的“路径”或“维度”的总数。你可以把这想象成个有着8176个出口的三维立体迷宫，光子在里面进行复杂的干涉游走。
“3050个光子”就是3000多个量子比特。此前，“九章三号”探测和操纵255个光子，“九章四号”提升了10倍多，意味着系统能够代表和处理的计状态空间呈指数增长，标志着人类操控微观量子世界的规模有了数量的跨越。
问：“九章四号”大的技术突破在哪？
答：光量子计走向大规模直被个叫“光子损耗”的“拦路虎”阻挡：随着光学网络越来越大、越来越复杂，万能胶生产厂家光子在里面其容易跑丢，从而大幅削弱计能力。
此次大的技术突破在于团队创的“可编程时空混编码”架构。过去如果要扩大规模，只能通过增加光学器件，致设备庞大且损耗。“九章四号”让光子在时间和空间两个维度上同时发生干涉，大提升了整个网络的连通，又兼顾控制了物理器件的规模，进而获得了对达3050个光子的操纵和探测能力，带来力的指数提升。
2026年4月10日拍摄的“九章四号”量子计原型机局部。新华社记者 周牧 摄
问：这次成果意味着啥？
答：目前“九章”系列是为强大的用量子模拟机，它只擅长解决“斯玻取样”这样特定的数学问题。这个数学问题短期内可用于图像识别、图论计等，长远还能生成玻纠错码，是未来造稳定通用量子计机的关键。
“九章四号”在规模与低损耗的双重先优势为构建“万亿量子模式的三维簇态”和未来的“容错光量子计硬件”提供了可能，为未来的通用量子计机奠定了坚实基础。
实现通用量子计机，需要操纵上百万个量子比特，同时也要具备纠错能力。这些都需要在现有量子计原型机基础上不断迭代，慢慢实现。
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