據新華社12月4日報道，中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與國內合作，構建了76個光子的量子計算原型機“九章”，實現了具有實用前景的“高斯玻色取樣”任務的快速求解。其運算速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍，比去年穀歌發佈的53個超導比特量子計算原型機“懸鈴木”快一百億倍。這一成果使得我國成功達到了量子計算研究的第一個“量子霸權”。對此，創造“高斯玻色取樣”任務的美國科學家斯科特·阿倫森向外媒表示：要向中國科學家脫帽致敬！

在過去的幾年裏，量子計算已經從一個默默無聞的科學名詞成長爲一個價值數十億美元的“品牌”，因爲其對國家安全、全球經濟以及物理學和計算機科學基礎的重大影響而具有重大的戰略價值。2019年，美國國家量子倡議法案簽署成爲法律，美國將在未來10年內在量子技術上投資超過12億美元。這一領域也得到了相當多的炒作，媒體上出現了誇張的說法稱量子計算機將使經典計算機完全過時。

但實際上，算上中國這臺最新的量子計算原型機“九章”，量子計算機距離真的取代經典計算機還有很大的距離。如果看看上面“九章”的照片（上圖），我們就會發現它和現有的計算機存在巨大的差別，什麼顯示器、鍵盤、鼠標我們都看不到。我們熟知的芯片和電路，在這裏變成了光路和光量子。實際“九章”量子計算原型機是一種專用量子計算機，就是爲了專門解決“高斯玻色取樣”任務。在這個領域，他比傳統的超算機快一百萬億唄。但是如果是玩王者榮耀，“九章”就不行了。

和美國的谷歌公司在2019年宣佈“懸鈴木”量子計算機相比，九章也有很大的不同。“懸鈴木”量子計算機由鋼和黃銅構成，內部結構像 “枝形吊燈” 一樣交織纏繞。該裝置是一臺增壓式製冷機，每下降一層，它的溫度就會更低一些。裝置底部的溫度保持在絕對 0℃ 以上。“懸鈴木”量子計算機當時宣稱用 53 個量子位就在短短几分鐘時間內完成了一項高難度計算任務，當時超算的 計算1 萬年也不可能完成。但IBM隨後質疑谷歌的計算有誤，傳統計算機只需幾天就能實現，但谷歌沒有回應。

和我國的九章相比，美國谷歌“懸鈴木”量子計算機各有優勢。美國“懸鈴木”量子計算機的優勢，就是一種通用量子計算機原型機。這是量子計算機發展的終極目標。在2020年，“懸鈴木”量子計算機就模擬了化學反應，爲進行大型量子化學模擬、創造新的化學物質奠定基礎。而九章目前就不能做這樣的計算，而九章的優勢，第一是可以常溫運行，不用像美國計算機需要維持超導低溫，適應性更好。

第二是九章不依賴採樣數量，而美國“懸鈴木”量子計算機則受限於採樣數量，採樣數量越多，“懸鈴木”計算機的優勢就越小，採樣過多的話量子計算機的優勢反而成爲劣勢。第三就是“九章”輸出量子態空間規模達到了10的30次方，相比之下“懸鈴木”量子計算機輸出量子態空間規模只有10的16次方。

而且更重要的是，儘管“九章”量子計算原型機是一種專用量子計算機，不是通用量子計算機，但“九章”具備向通用量子計算發展的潛能，高斯玻色取樣算法在圖論、機器學習、量子化學等領域具有潛在應用。美國自然雜誌在採訪加拿大一家同樣研究光量子計算機的專家克里斯蒂安·韋德布魯克就表示，九章的光子電路目前還不是可編程的，所以在這一點上“它不能用來解決實際問題，但如果團隊能夠製造出足夠高效的可編程芯片，幾個重要的計算問題就可以解決。其中包括預測蛋白質如何相互對接以及分子如何振動。

而美國《科學美國人》網站採訪到了創建“高斯玻色取樣”算法的美國理論計算機科學家斯科特·阿倫森，請他談談對中國九章量子計算機的看法。斯科特·阿倫森表示，從2011年他和學生亞歷克斯·阿希波夫建立“玻色取樣”算法後，多年來實驗一直停留在探測到3到5個光子的水平上，因爲擴大規模很難。斯科特·阿倫森說：“這次中國科學家實現了76個光子的計算，面對這樣的成就，我必須向他們脫帽致敬！”