中国科学技术大学联合国内多家科研单位，成功研制出1024个量子压缩态输入、8176模式的可编程量子计算原型机“九章四号”。该原型机首次实现操纵和探测高达3050个光子的量子态，再度刷新了光量子信息技术的世界纪录。据悉，该成果已发表于国际知名学术期刊《自然》。

量子计算机遵循量子力学规律，其使用的量子比特可处于“0”和“1”的叠加态，借助叠加与纠缠，能在特定问题上实现指数级加速。“九章四号”是光量子计算原型机，使用光子编码量子比特，是“九章”系列的再升级版。1024个量子压缩态是其运行的“高能燃料”，8176模式是光子可穿梭的“路径”总数，而3050个光子意味着系统能代表和处理的计算状态空间呈指数级增长，标志着人类操控微观量子世界的规模实现了数量级的跨越。

本次突破的关键在于团队首创的“可编程时空混合编码”架构。该架构让光子在时间和空间两个维度上同时发生干涉，极大提升了网络的连通性，并有效控制了物理器件的规模，从而克服了光量子计算规模扩大时“光子损耗”的难题，实现了对更多光子的操纵和探测能力，带来了算力的指数级提升。

目前，“九章四号”是强大的专用量子模拟机，擅长解决“高斯玻色取样”等特定数学问题。该问题在图像识别、图论计算等方面有应用前景，长远看还能生成玻色纠错码，是构建未来高稳定通用量子计算机的关键。“九章四号”在规模与低损耗上的双重优势，为构建“万亿量子模式的三维簇态”和未来的“容错光量子计算硬件”提供了可能，为通用量子计算机的发展奠定了坚实基础。

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