“九章四号”实现3050光子量级突破：中国光量子计算破解损耗难题

近日，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳团队研制的“九章四号”光量子计算原型机实现重要突破，成功完成3050光子量级的高斯玻色采样任务，在大规模低损耗光量子干涉网络领域取得世界级进展，再次巩固了我国在该领域的国际领先地位。

光量子路线为何是量子赛道“重要一极”

当前全球量子计算形成超导、离子阱、中性原子、光量子四条主流路线。光量子具有三大优势：可在室温下运行，无需极低温环境;光子抗干扰能力强，是天然的“飞行量子比特”;天然适配未来量子互联网。但其长期受困于光子损耗这一“头号拦路虎”——光子在传播、耦合、探测每一步都可能被吸收或散射，系统规模越大损耗越严重，导致计算失效。

“九章四号”如何破解损耗难题

团队从源头和架构两端发力：一是高效率光源，自主研发的光参量振荡器单光源效率约92%，系统总效率提升至约51%;二是时空混合编码，同时利用空间与时间两个自由度，同一套硬件可在不同时间窗口复用，无需大量增加器件即可构建更大规模量子网络。两大技术协同发力，使“九章四号”实现1024个输入压缩态、8176个输出模式的大规模干涉，将光子事件规模推至3050光子量级。

连接度立方级扩展，意味着什么

“九章四号”实现了连接度的立方级大幅提升——这是架构上的颠覆性创新。以往光量子计算提升算力只能一味增加光子器件，器件本身的损耗与干扰问题始终无法彻底解决。而全新时空混合编码方案用最少硬件资源达成超高难度量子连接，让算力实现跨越式增长，为测量驱动型光量子计算机和三维簇态量子系统扫清了核心障碍。

从“九章一号”到“九章四号”，中国光量子计算从验证量子优越性，到攻克损耗瓶颈，再到架构级创新，稳步跨越一个个门槛。我国已成为全球唯一在光量子和超导两条主路线均实现量子优越性并向规模化迈进的国家。量子时代的大门，正被中国力量进一步推开。