2023年，中国科学技术大学的潘建伟院士牵头，联合中科院上海微系统所和国家并行计算机工程技术研究中心，搞出了一台255光子的量子计算机，起名叫“九章三号”。这台机器在解特定问题时，速度能比目前全球最快的超级计算机“Frontier”快上亿倍。 传统的电脑用二进制的开关（比特）来处理信息，每个开关只有开和关两种状态。而量子计算机的核心是量子比特，它可以同时处于多种状态，两个量子比特就能代表四种状态，数量越多这种能力就越猛。这种叠加特性让它在处理大量并行任务时特别快，像是无数把钥匙同时去试锁头。另外还有量子纠缠的特性，纠缠态的粒子状态会瞬间互相影响，不管离多远都能立刻联动。这俩特性加起来，让量子计算机在处理复杂矩阵运算、基因测序这些问题上特别强。 这次的“九章三号”基于光量子系统工作，主要是靠操控255个光子来干活。它最大的突破是在解高斯玻色取样问题上。高斯玻色取样就好比把很多小球随机扔到袋子里求概率分布，问题的难度会随着小球数量的增加指数级上涨。用公开发表的最佳经典算法来算，“九章三号”在处理这个问题上比上一代“九章二号”快了一百万倍。具体来说，“九章三号”只花1微秒（百万分之一秒）就能搞定最难的样本，而最快的超级计算机“Frontier”却要花超过200亿年的时间。 这次成功不光是因为技术好，背后还有科研团队的大量创新和努力。理论上他们发展了包含光子全同性的新模型，实验上也攻克了不少难关。比如他们研发了一种基于光纤延迟环的探测器，能把多光子状态分开再合并起来探测；还优化了光源效率，把关键指标从63%提升到了92%。 虽然现在这台机器还只能专门解特定问题，但它为以后造通用量子计算机打下了基础。未来它能帮着找新药、做气象预测、让AI更聪明，还能破解密码、做金融分析和材料设计。“九章三号”的问世是中国科技工作者长期努力的结果，巩固了咱们在光量子计算上的国际领先位置。随着技术不断进步，量子计算离实际应用越来越近了，以后很可能会和经典电脑一起工作，给社会发展添把劲。