中国量子计算新里程碑，到底有多厉害？|中国|光量子|潘建伟|爱因斯坦|量子计算机

2026年5月13日，中国量子科技再迎里程碑时刻！

由中国科学技术大学潘建伟院士领衔的科研团队联合国内多家科研机构、大学，近期成功研制出可编程光量子计算原型机“九章四号”，重磅成果发表于国际顶级期刊《自然》。

这款量子“超级大脑”首次实现3050个光子精准操控，求解特定问题仅25微秒，算力达到全球最快超级计算机的1054倍，一举刷新世界纪录，再次印证我国在量子领域的全球领跑地位。

前沿突破引发全网热议，大众对量子的好奇被再度点燃。

看懂“九章四号”为何能领跑全球，关键要先搞懂两个核心问题：什么是量子？量子计算机到底强在哪？

下面这本书，将为你全面解读这些问题——

由潘建伟院士担任学术总顾问，陈磊·混知团队和墨子沙龙耗时打磨的权威科普漫画《量子其实超好懂！》正式开启预售，翻开这本书，一起走进奇妙的量子世界。

《量子其实超好懂！》

陈磊·混知团队墨子沙龙著

2026年5月

微观世界的颠覆性规则

我们肉眼可见的山川、建筑、日常物品，都属于宏观世界，一切运动遵循牛顿经典力学与相对论，规律清晰、符合直觉。

但当尺度缩小到头发丝直径的六万分之一以下，就进入了完全陌生的微观量子世界——这里的物理规则彻底颠覆常识，和我们熟悉的世界截然不同。

19世纪末，物理学家一度认为“物理学已被研究透彻，再无新发现”。直到普朗克为解决炼钢测温的黑体辐射难题，在1900年首次提出量子概念，彻底打破了“能量连续”的传统认知。

所谓量子，指微观世界里物理量离散、一份一份的最小单元，原子、电子、光子等微观粒子均遵循量子规律。它最核心的特点，就是能量不连续——能量不是可以无限拆分的“流水”，而是像一枚枚硬币，只能按最小单元“一份一份”传递，不存在半份、零头。这一颠覆性发现，拉开了量子力学的序幕，也为现代量子科技奠定了根基。

在此基础上，量子力学提炼出三大颠覆性核心特性，每一个都打破常识，却是量子科技的底层逻辑：

其一，量子叠加态。微观粒子可同时处于多种状态，如同硬币旋转时同时呈现正面与反面，而非单一确定状态。在“薛定谔的猫”这一著名的思想实验中，箱子里的猫在观测前处于“既死又活”的叠加态，完美诠释了这种反直觉的特性。

其二，量子不确定性。微观粒子的位置与动量等成对物理量，无法同时精确测量——观测位置越精准，动量就越模糊，反之亦然。这并非技术局限，而是量子世界的固有规律。

其三，量子纠缠。两个或多个纠缠的微观粒子，即便相隔万里，只要观测其中一个，另一个的状态会瞬间确定，展现出非定域的奇异关联，被爱因斯坦称为“幽灵般的超距作用”。我国潘建伟团队更已实现千公里级量子纠缠分发，在大尺度空间验证了这一神奇特性。

而量子计算机，正是依托量子叠加态与纠缠特性打造的新型计算设备。

简单来说，经典计算机只能一条路走到黑，靠逐个试错慢慢解题；而量子计算机凭借量子叠加态，能同时遍历所有可能性，实现“全员并行”。

“九章四号”更是把这种优势发挥到了极致——它能精准操控3050个光子，一次运算就相当于亿万次并行计算。求解特定问题仅需25微秒，而全球最快超级计算机要算上1042年，算力差距高达1054倍。这种碾压级的算力断层，正是量子叠加态带来的并行优势，也是“九章四号”能稳居全球第一、彻底碾压经典超算的核心密码。

从追赶到领跑

百年量子力学发展史上，中国曾长期处于跟跑地位，但一代代科研工作者潜心深耕、攻坚克难，最终实现从跟跑到并跑、再到全面领跑的历史性跨越，书写了量子领域的中国传奇。

早年间，量子科技因理论晦涩、技术壁垒高，被少数西方国家垄断。

但以潘建伟院士为代表的中国科研团队，从基础理论研究起步，从零开始搭建量子科研体系，墨子沙龙等科普与科研平台同步发力，为中国量子发展筑牢根基。数十年深耕不辍，中国在量子通信、量子计算、量子精密测量三大核心领域，均取得全球领先成就。

锶原子光钟，300亿年误差不超过1秒。图源：央视新闻

量子通信领域，中国构建起全球唯一天地一体化量子保密通信网络。2016年，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”由我们国家发射升空，实现千公里级星地量子密钥分发，打破远距离量子通信瓶颈；地面上，总长超2000公里的京沪干线贯穿四省三市，覆盖32个节点、150多家行业用户。二者协同，实现原理上无条件安全的加密通信，从根本上杜绝窃听风险，为金融、政务、电力等领域筑牢安全屏障。

量子计算领域，中国是少数在光量子、超导两条技术路线均实现“量子计算优越性”的国家之一。光量子路线上，从2020年“九章”原型机首次实现量子计算优越性，到如今“九章四号”刷新纪录，持续领跑全球；超导路线上，“祖冲之一号”“祖冲之三号”接连突破，“祖冲之三号”特定算力比顶级超算快一千万亿倍。双路线并行，让中国量子计算形成不可撼动的领先优势。

量子精密测量领域，中国同样成果斐然。潘建伟团队研发的锶原子光钟，运行300多亿年误差不到1秒，远超宇宙年龄；量子重力仪可精准探测地下矿藏与空穴，精度达小数点后8-9位；量子成像仪能穿透迷雾障碍，在极弱光环境下捕捉清晰图像，广泛应用于深海探测、安防等领域。