问题：经典计算能力逼近物理与工程极限，亟须新型算力路径 长期以来，超级计算机主要依靠晶体管密度提升和并行规模扩展带动算力增长，但功耗、散热、互连延迟和制造工艺等限制越来越明显。面对材料设计、复杂网络优化、量子化学计算等高维问题，经典计算部分任务上逐渐出现“能算但很难算”“有解但难以实用”的瓶颈。量子计算被认为是突破算力边界的重要方向，而“量子优势”实验则是检验量子硬件能否在特定任务上超越经典计算的重要标尺。 原因：以光为载体的体系在并行性、可扩展与抗干扰上具备独特优势 据中国科学技术大学消息，潘建伟、陆朝阳等组成的科研团队联合中科院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心等，成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，并高斯玻色取样任务上展示出显著速度优势，论文同步发表于《科学》。 光量子路线的关键是以光子作为信息载体，通过多光子干涉与测量完成计算。与部分固态路线相比，光子受环境热噪声影响较小，也更适合多通道并行处理。实验系统的性能主要取决于“源—干涉—探测”三大模块的协同提升。团队在实验中采用多路光源产生压缩态并送入大规模光量子干涉网络，再由高效率超导单光子探测器阵列并行读出。多项指标的提升，使系统在效率、全同性、稳定性以及干涉矩阵规模等达到更高水平，从而在特定采样任务上更拉开与经典算法及硬件能力上限的差距。 在任务选择上，“九章”以高斯玻色取样作为验证场景。相比部分随机线路取样对样本规模与经典算法优化更敏感，高斯玻色取样的经典模拟更具挑战性，有助于提升量子优势结论的稳健性。团队对比显示，“九章”在一分钟内完成的计算，按估算现有顶尖经典超级计算机需要极长时间，体现出量子体系在特定问题上的潜在能力。 影响：为我国量子信息领域赢得关键“验证场”，推动自主技术链成熟 量子优势实验并不意味着通用量子计算已经到来，但其价值主要体现在三上：一是以可复现实验表明量子硬件特定任务上具备领先能力，增强国际学术界对涉及的技术路线的信心；二是推动关键器件与系统工程能力升级，带动光源、集成干涉器件、超导单光子探测与高速数据处理等环节协同发展；三是为后续面向应用的量子模拟与专用算法提供可运行的平台，使研究从概念验证走向可持续迭代的工程化路径。 国际同行对该成果给予积极评价，《科学》审稿意见认为该工作代表了前沿实验水平。同时，研究团队也指出，量子优势并非终点，经典算法与量子硬件将长期处于“相互拉锯”：经典算法可能持续改进以缩小差距，量子硬件则需要通过规模扩展与误差抑制保持领先。这也提示业界，应动态评估“领先幅度”，并更关注可扩展性与可验证性。 对策：从“证明能快”转向“证明有用”，以系统工程驱动应用落地 面向下一阶段，量子计算需要从单点指标突破走向系统能力建设。 其一，持续提升核心器件性能与一致性。量子光源的稳定度与亮度、干涉网络的相位控制能力、探测器效率与低噪声水平，直接决定系统的可扩展性。应推动材料、工艺与系统集成协同攻关，形成可复制、可量产的关键部件方案。 其二，强化量子—经典混合计算与软件生态。量子优势任务多为采样类问题，与产业的实际需求仍有距离。需要围绕图论、机器学习、量子化学等方向，发展与硬件匹配的专用算法与验证框架，探索与经典高性能计算协同的混合方案，并提升结果的可解释性与可验证性。 其三，完善跨机构协同与长期投入机制。量子技术链条长、交叉学科多，涉及基础物理、精密测量、芯片工艺、低温工程与计算科学等领域。通过国家重大科研平台、区域创新体系与企业参与，形成从基础研究到工程样机再到示范应用的连续支持，有助于缩短从实验室到应用端的转化周期。 前景：量子优势门槛抬升，为规模化量子模拟与专用计算打开空间 从团队在光量子领域的长期积累，到“九章”将多光子规模推至新高度，显示我国在光量子技术路线上的系统推进能力。可以预期，随着光源、干涉线路与探测器等模块持续迭代，光量子平台将朝着更大规模、更稳定运行、更易验证的方向发展。未来，面向特定问题的量子模拟机与专用量子加速器，可能率先在科研计算与部分工业优化领域形成示范；而通用容错量子计算仍需在纠错、可扩展架构与工程可靠性上实现关键突破。
从“能否实现量子优势”到“如何将优势转化为应用能力”，量子计算正在从单点突破进入系统推进的新阶段；“九章”的进展表明，只要坚持基础研究与工程能力并重，沿着关键器件、系统集成到算法应用的链条持续迭代，就有望在未来算力体系中形成新的支点，为科技自立自强与产业升级拓展空间。