中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,成功构建了113个光子的“九章二号”量子计算原型机,在求解高斯玻色取样数学问题上,其处理速度比目前最快的超级计算机快亿亿亿倍,再次刷新世界纪录。更值得关注的是,这并非中国量子计算的“独苗”。几乎同期,另一条技术路线上,由中科院量子信息与量子科技创新研究院主导的“祖冲之二号”超导量子计算原型机也实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解,其等效计算复杂度比谷歌的“悬铃木”处理器提高了六个数量级。
这表明,中国在量子计算领域已进入“多体系并行、多技术路线竞速”的新阶段。与公众想象中单一的“量子计算机”不同,当前全球量子计算主要沿着超导、光量子、离子阱、半导体量子点等不同物理体系推进,各有优劣。例如,“祖冲之”系列代表的超导路线系统集成度高、操控相对成熟,更接近传统计算机的运算模式;而“九章”系列代表的光量子路线则在特定数学问题上具有天然的速度优势,且在常温下运行,稳定性挑战不同。
这种“双星乃至群星闪耀”的格局,背后是国家层面的系统性布局与长期投入。中国不仅在单项技术上追求突破,更注重构建从底层硬件、控制系统到量子软件、算法应用的全栈研发能力。例如,为“祖冲之二号”配套研发的量子计算操作系统“本源司南”,能有效管理量子计算资源、支撑应用软件运行,标志着中国已开始构建自主的量子计算生态。
值得注意的是,这些“快亿亿亿倍”的突破目前仍集中于针对特定复杂问题的“量子计算优越性”(又称“量子霸权”)演示。它们像专用超级计算器,在密码破译、材料模拟、药物研发等特定领域展现出巨大潜力,但距离解决通用问题的通用量子计算机仍有漫长征途。当前竞赛的核心,是证明量子原理在计算能力上超越经典极限的可能性,并不断积累技术、工艺和经验。
国际竞争日趋激烈。美国、欧盟、加拿大、日本等均将量子计算列为国家战略,科技巨头与初创企业纷纷入局。中国凭借在光电、超导等领域的产业基础与人才储备,在光量与超导两条主赛道同时跻身国际第一梯队,实属不易。未来竞争将更侧重于量子比特数量与质量的同步提升、纠错能力的突破、以及实用化算法与真实场景的对接。
从“九章”到“祖冲之”,中国量子计算已从“跟跑”转向“并跑”,并在部分领域实现“领跑”。多台原型机的成功,如同多个引擎同时启动,正将中国量子科技推向更深的未知领域。它揭示的不仅是速度的竞赛,更是一个大国在面向未来的核心科技赛道上,构建系统性创新能力的雄心与足迹。前路依然道阻且长,但星辰大海的量子时代,中国已然拥有多艘性能各异的探索飞船。