上海
最近中国科技很热闹，继光刻胶之后，量子计算机又获新突破，但这次不是解决卡脖子问题，而是引领世界。中国科学技术大学潘建伟团队联合多家单位研发的光量子计算原型机九章四号，是目前世界上最先进的量子计算机。
而目前世界上最快的超级计算机El Capitan，求解特定数学问题约需10的42次方年，比宇宙年龄还长，但九章四号只需要25微秒，比超算快超过亿亿亿亿亿亿倍。
科学家管这个叫量子计算优越性，翻译成人话就是在这个任务上，经典计算机已经彻底没戏了。
而且这台机器有一个特别逆天的特性，它几乎不耗电。超导量子计算机需要稀释制冷机，得把温度降到接近绝对零度，那一套系统的功耗是按千瓦算的。
但九章四号是光量子路线，核心光学元件在室温下就能工作，整个系统的功耗大概就是一个普通台式机加几个激光器的水平。算完一道题消耗的电量还没你手机充个电多。
这就意味着将来做大范围部署的时候，不需要建那种配套的巨型低温工厂，门槛一下子就低了很多。
当然也有朋友问，这是不是意味着我们马上就能用上量子电脑了，比如装个Linux跑个Python，这个想法暂时还实现不了。
九章四号是一台专用验证机机，它擅长的是高斯玻色取样，以及通过这个映射来解决的图论问题、量子化学问题。它不能像CPU那样执行任意指令集，它的量子线路是为特定算法光刻出来的。
但这件事情的意义在于，它证明了大规模、低损耗、可编程的光量子信息处理是可行的。以前大家都觉得光量子这条路虽然相干时间长、室温运行，但是扩展性很难做。
九章四号用时空混合编码架构，把二维的干涉网络拓展到了时间和空间两个维度，一下子就把规模推到了八千多个模式。这个技术路径一旦走通，后面往十万、百万模式扩展就不再是天方夜谭了。
从九章一号到九章四号，你可以清晰地看到一条技术爬坡的曲线，光子数从76到113到255再到3050，每一次跨越都伴随着光源效率的提升、探测效率的提升以及整体架构的重构。
到了九章四号，系统总效率达到了百分之五十一，这意味着你发射一百个光子，有五十一个能毫发无损地跑完全程并被你探测到。这个效率在光量子领域是非常恐怖的，加拿大那个很厉害的Xanadu公司同类系统才百分之三十二。
另一个让人兴奋的点是它开始展示可编程性了，早期的九章更像是一台固定的硬件加速器，做什么算法是焊死的。现在九章四号可以通过重新配置外部参数来改变量子线路的行为，这就往通用方向迈出了重要的一步。
团队自己也说了，下一步的目标是构建万亿量子模式的三维簇态，然后基于容错光量子计算硬件，最终实现通用的光量子计算机。
那普通人什么时候能蹭上它的算力呢，其实现在已经可以通过一些量子云平台去调用后端的光量子处理器了，虽然九章四号这种顶配的未必对外开放，但是中小规模的光量子模拟器或者原型机已经可以通过网络访问。
你在云端提交了一个图最大割问题的任务，背后是一台几千个光子同时在几千米长的光纤延迟线里狂奔的机器，几毫秒后结果传回来。那种感觉，跟一百年前的人第一次拨通电话差不多。
最后想说，九章四号不是一个人在战斗，它是中科大、济南量子技术研究院、山西大学、清华大学、上海人工智能实验室、崂山实验室、国家并行计算机工程技术研究中心一长串名单一起干出来的。
另外我们国家在超导路线上还有本源悟空和祖冲之三号，中国是全球唯一在光量子与超导两条路线上都实现量子计算优越性的。以前老有人说量子计算是美国的天下，现在这份名单往哪儿一拍，谁领先谁追赶，清清楚楚。
虽然九章四号现在还在实验室里，但它带来的那些工程经验，高效率光源、超低损耗光学网络、大规模光子复合探测，都会成为下一代量子计算机的基石。
九章四号目前世界上最先进的量子计算机，其3050个可操控光子的庞大规模，是毫无争议的领先者。但这不意味着九章四号在所有技术路径中都一骑绝尘，量子计算是多线并行的科技树，不同路线有各自的强项，很难简单比出高低。
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