中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等科研人员领衔的团队，联合济南量子技术研究院、山西大学、清华大学、上海人工智能实验室、崂山实验室及国家并行计算机工程技术研究中心等多家单位，成功研制出新一代可编程量子计算原型机“九章四号”。该设备采用1024个量子压缩态输入、8176模式时空混合编码架构，首次实现对3050个光子的精确操控与探测，在求解高斯玻色取样问题时展现出超越全球最快超级计算机10的54次方倍的算力优势。相关成果于国际权威学术期刊《自然》发表。
作为光量子计算领域的里程碑式突破，“九章四号”通过创新研发高效率光参量振荡器光源与时空混合编码干涉仪，将1024个压缩态光场集成至8176模式线路中，实现连接度立方级扩展。相较于前代“九章三号”的255个光子操控能力，新设备在光子数量上提升超10倍，其量子计算复杂度与规模均达到国际领先水平。科研团队介绍，该成果攻克了光子损耗这一制约光量子计算发展的核心难题，为构建更复杂的量子系统奠定技术基础。
实验数据显示，“九章四号”完成单个高斯玻色取样样本仅需25微秒，而传统超级计算机使用最优算法处理同类任务需超过10的42次方年。这种指数级算力差异不仅验证了量子计算的绝对优势，更标志着我国在光量子处理器低损耗设计领域取得重大进展。研究团队指出，新设备采用的时空混合编码技术可有效平衡光子传输效率与系统稳定性，为未来实现万亿级量子模式三维簇态构建提供了可行路径。
自2020年首代“九章”问世以来，该系列原型机通过持续迭代升级，不断刷新光量子信息技术世界纪录。此次“九章四号”的突破，进一步巩固了我国在光量子计算领域的全球领先地位。专家表示，随着量子比特数量与操控精度的双重提升，光量子计算正从实验室验证阶段迈向实用化探索，为密码学、材料科学及人工智能等领域带来革命性变革可能。
