再登Nature！中科大九章四号实现最强量子计算优越性|中国科学技术大学|中科大|光子|潘建伟

中国科学技术大学潘建伟团队又发顶刊了，这次带来了此前我们多次提到过的“九章四号”，下面我们来简单了解一下：

5月13日，在最新一期的顶刊Nature上，中国科学技术大学潘建伟和陆朝阳作为共同通讯作者，报道了在8176模式中使用1024个压缩态的高斯玻色子采样。开发大规模、高保真度的量子处理器是一项基础性的科学挑战，对于探索经典计算的边界并推进至容错系统至关重要。高斯玻色子采样不仅作为展示量子计算优越性的重要模型而著称，而且还可以生成用于容错量子计算的玻色子纠错码。然而，其可扩展性一直受到日益庞大和复杂的编码电路中显著光子损失的阻碍。

该研究展示了一个可编程的光子量子处理器——九章4.0，它将1024个高效率压缩态集成到一个时空混合编码的8176模式电路中。通过实现92%的光源效率和51%的系统总效率，该处理器生成的样本检测事件高达3050个光子，规模比之前的演示提升了一个数量级。

该架构实现了连接度的立方级扩展（16³=4096），能够在约10²⁴⁶¹维的希尔伯特空间中进行采样。实验结果经过所有当前经典模拟方法的严格验证，尤其是近期为利用光子损失而设计的矩阵乘积态算法。在可编程的低损耗量子处理器中控制数千个光子的能力，将实验前沿推至远超经典计算可处理的领域，并为万亿量子模式的三维簇态和容错光子量子硬件开辟了道路。

总之，该研究成功研制出了1024个量子压缩态输入8176模式的可编程量子计算原型机“九章四号”，建立了国际上最强的“量子计算优越性”，进一步巩固了我国在光量子计算领域的世界领先地位。该研究由以中国科学技术大学为首的多单位联合完成，中国科学技术大学为第一单位，文章共同第一作者为刘华亮、粟昊、邓宇皓和龚思秋。据了解，该研究于2025年8月向Nature投稿，2026年4月10日文章被接受，如今正式发表。

本文也是潘建伟团队今年发表的第3篇NS正刊了，此前在2月2日和2月5日，中科大潘建伟团队先后在Nature以“加速预览”的形式发表了关于适用于可扩展量子中继器的长寿命远程离子纠缠态的文章；在Science发表了关于基于单原子的器件无关量子密钥分发超过100公里的文章。两篇文章同天投稿，相隔3天先后发表，详见：同天投稿，相隔3天Nature和Science连发，中国科学技术大学潘建伟与合作者带来量子网络研究新突破。两项研究更是被誉为团队在量子通信与量子网络领域，继“墨子号”量子卫星之后取得的又一里程碑式成果。

3篇NS正刊的最后通讯作者均为潘建伟，作为“土生土长”的中科大人，潘建伟院士回国以来已发表了近40篇Nature和Science，这在我国物质科学领域应该是“独一份”的。近些年，他带领团队几乎每年都至少有2篇NS正刊产出，此外还有多篇子刊及物理学专业顶级期刊等。团队研究涉及了量子通信、量子计算、量子模拟和量子精密测量等多个量子科技领域。潘建伟院士也是收获了多个国内外大奖，就近两年来说，他在去年底收获了腾冲科学大奖；另外据查，他还获得了联合国教科文组织（UNESCO）—俄罗斯门捷列夫基础科学国际奖。

本文共同通讯作者陆朝阳，他也是“出自中科大，他被誉为“量子鬼才”，他也是“九章”系列量子计算原型机团队的主要领导者。陆朝阳也是以来收获了多项荣誉，其中多个奖项还是首位中国籍得主，比如：IUPAP-ICO Young Scientist Prize in Optics、阿道夫隆奖章、兰道尔本内特量子计算奖和CLEO高登讲席等荣誉。另外，有意思的是，他和潘建伟院士都来自浙江东阳。