中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽團(tuán)隊與中科院上海微系統(tǒng)所、國家并行計算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作,成功構(gòu)建了113個光子的“九章二號”量子計算原型機(jī),在求解高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問題上,其處理速度比目前最快的超級計算機(jī)快億億億倍,再次刷新世界紀(jì)錄。更值得關(guān)注的是,這并非中國量子計算的“獨(dú)苗”。幾乎同期,另一條技術(shù)路線上,由中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院主導(dǎo)的“祖沖之二號”超導(dǎo)量子計算原型機(jī)也實(shí)現(xiàn)了對“量子隨機(jī)線路取樣”任務(wù)的快速求解,其等效計算復(fù)雜度比谷歌的“懸鈴木”處理器提高了六個數(shù)量級。
這表明,中國在量子計算領(lǐng)域已進(jìn)入“多體系并行、多技術(shù)路線競速”的新階段。與公眾想象中單一的“量子計算機(jī)”不同,當(dāng)前全球量子計算主要沿著超導(dǎo)、光量子、離子阱、半導(dǎo)體量子點(diǎn)等不同物理體系推進(jìn),各有優(yōu)劣。例如,“祖沖之”系列代表的超導(dǎo)路線系統(tǒng)集成度高、操控相對成熟,更接近傳統(tǒng)計算機(jī)的運(yùn)算模式;而“九章”系列代表的光量子路線則在特定數(shù)學(xué)問題上具有天然的速度優(yōu)勢,且在常溫下運(yùn)行,穩(wěn)定性挑戰(zhàn)不同。
這種“雙星乃至群星閃耀”的格局,背后是國家層面的系統(tǒng)性布局與長期投入。中國不僅在單項(xiàng)技術(shù)上追求突破,更注重構(gòu)建從底層硬件、控制系統(tǒng)到量子軟件、算法應(yīng)用的全棧研發(fā)能力。例如,為“祖沖之二號”配套研發(fā)的量子計算操作系統(tǒng)“本源司南”,能有效管理量子計算資源、支撐應(yīng)用軟件運(yùn)行,標(biāo)志著中國已開始構(gòu)建自主的量子計算生態(tài)。
值得注意的是,這些“快億億億倍”的突破目前仍集中于針對特定復(fù)雜問題的“量子計算優(yōu)越性”(又稱“量子霸權(quán)”)演示。它們像專用超級計算器,在密碼破譯、材料模擬、藥物研發(fā)等特定領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力,但距離解決通用問題的通用量子計算機(jī)仍有漫長征途。當(dāng)前競賽的核心,是證明量子原理在計算能力上超越經(jīng)典極限的可能性,并不斷積累技術(shù)、工藝和經(jīng)驗(yàn)。
國際競爭日趨激烈。美國、歐盟、加拿大、日本等均將量子計算列為國家戰(zhàn)略,科技巨頭與初創(chuàng)企業(yè)紛紛入局。中國憑借在光電、超導(dǎo)等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)與人才儲備,在光量與超導(dǎo)兩條主賽道同時躋身國際第一梯隊,實(shí)屬不易。未來競爭將更側(cè)重于量子比特數(shù)量與質(zhì)量的同步提升、糾錯能力的突破、以及實(shí)用化算法與真實(shí)場景的對接。
從“九章”到“祖沖之”,中國量子計算已從“跟跑”轉(zhuǎn)向“并跑”,并在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“領(lǐng)跑”。多臺原型機(jī)的成功,如同多個引擎同時啟動,正將中國量子科技推向更深的未知領(lǐng)域。它揭示的不僅是速度的競賽,更是一個大國在面向未來的核心科技賽道上,構(gòu)建系統(tǒng)性創(chuàng)新能力的雄心與足跡。前路依然道阻且長,但星辰大海的量子時代,中國已然擁有多艘性能各異的探索飛船。