从 “九章” 到 “祖冲之号”，中国量子计算机发展全记录

在科技飞速发展的时代，量子计算机作为未来计算领域的核心力量，吸引着全球科研人员的目光。中国在量子计算机领域的探索与突破，更是备受瞩目。从 “九章” 量子计算原型机的惊艳亮相，到 “祖冲之号” 量子计算机的迭代升级，中国在量子计算赛道上不断书写着属于自己的辉煌篇章，走出了一条极具特色的发展之路。

2020 年 12 月，中国科学技术大学潘建伟团队成功构建 76 个光子的量子计算原型机 “九章”，实现了具有实用前景的 “高斯玻色取样” 任务的快速求解。“九章” 的命名，取自中国古代数学专著《九章算术》，彰显着中国古代数学成就的深厚底蕴，也寓意着中国在量子计算领域开启新的数学运算篇章。在实验中，“九章” 对经典数学算法高斯玻色取样的计算速度，比当时世界最快的超级计算机 “富岳” 快一百万亿倍，这一成果标志着中国在量子计算的 “量子优越性” 方面取得重大突破，成功实现了量子计算领域的第一个里程碑。

“九章” 的成功，基于中国科研团队在量子光学领域多年的技术积累与创新。团队采用光子作为量子比特载体，通过精确控制光子的产生、传输与干涉，构建起复杂的量子计算系统。这种基于光量子的计算方案，在解决特定问题时展现出独特的优势，为后续量子计算研究奠定了坚实基础。不过，“九章” 也存在局限性，其计算任务相对单一，距离通用型量子计算机还有较长的路要走。

为了突破光量子计算的局限性，向通用型量子计算机迈进，中国科研团队继续探索新的技术路线。2021 年 5 月，中国科学技术大学潘建伟团队成功研制了 62 比特可编程超导量子计算原型机 “祖冲之号”，并在此基础上实现了可编程的二维量子行走。“祖冲之号” 以南北朝时期杰出数学家祖冲之命名，致敬其在数学计算领域的卓越贡献，同时也代表着中国在量子计算精度与复杂度上的追求。

超导量子计算是目前国际上量子计算研究的主流方向之一，“祖冲之号” 采用超导量子比特，通过超导约瑟夫森结实现量子态的调控与运算。与 “九章” 不同，超导量子比特更易于实现量子门操作和量子算法的编程，为通用量子计算提供了可能。“祖冲之号” 在量子比特数量、运算精度和编程能力等方面都有显著提升，可用于探索量子化学、量子模拟等多个前沿领域的问题。

随后，科研团队对 “祖冲之号” 进行升级，推出 “祖冲之二号”。“祖冲之二号” 实现了对 66 个量子比特的操纵，在求解量子随机线路采样问题上，比目前最快的超级计算机快一千万倍，进一步巩固了中国在超导量子计算领域的领先地位。从 “九章” 到 “祖冲之号” 及其升级版，中国量子计算机的发展不仅体现了技术的快速迭代，更反映出科研团队在不同技术路线上的探索与融合。

中国量子计算机的发展，离不开国家对科技创新的高度重视与大力支持，也凝聚着科研人员的智慧与汗水。这些成果的取得，不仅提升了中国在全球量子计算领域的竞争力，更为未来量子计算在密码学、药物研发、金融分析等诸多领域的应用奠定了坚实基础。展望未来，中国将继续在量子计算领域加大研发投入，攻克更多技术难题，向着实现通用型量子计算机的目标不断迈进，为全球量子计算技术的发展贡献中国智慧与力量。