“九章”花200秒能完成的工作，目前世界上最快的超级计算机“富岳”，要工作6亿年。

一百万亿，就是1后面跟着足足14个0，这个巨大的数字让人头晕目眩。顶级学术期刊《科学》也在今天刊登了这一重磅成果，审稿人们的评价同样难掩激动：“一个重大成就”、“一个最先进的实验”。

我们在第一时间，求教“九章”团队核心成员、2019年“科学探索奖”获奖人、中科大教授陆朝阳，只想搞清楚一个问题：“九章”，这个得名于中国古代最早数学专著《九章算术》的量子计算原型机，到底有多牛？

让量子计算“秀出肌肉”

对“九章”的每一篇报道，都会提到一个词“量子优越性”。有了“九章”，中国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家，也确立了国际量子计算研究中第一方阵的地位。

什么是“量子优越性”？陆朝阳这样告诉我们：“如果量子计算原型机，在某个问题上的计算能力超过了最强的传统计算机，就证明量子计算在未来有多方超越的可能。”

或者说得再通俗一点。尽管理论勾勒出的美好前景令人神往，但量子计算还需要在现实中证明自己的实力。科学家们选择了极端复杂的问题来考验量子计算，让它在实际应用中“秀出肌肉”。证明“量子优越性”，被认为是量子计算从理论到实践“里程碑式的转折点”。

“我行。”这是“九章”给出的答案。如果将样本扩大到100亿个，“九章”只需要10小时，但超级计算机需要1200亿年，而地球从诞生至今，只有约46亿年。通过“九章”，量子计算的并行计算能力，全面碾压了传统计算机。这就是“量子优越性”，因为差距过于夸张，”量子优越性“甚至被称为“量子霸权”。

和谷歌“悬铃木”算一笔账

当量子计算和传统计算的差异如此之大，说明“九章”有多厉害，还得换一个维度。

和“九章”同台竞技的是谷歌的量子计算原型机“悬铃木”。它们都被用来证明“量子优越性”，选择解决的问题，大方向也都是量子采样，“九章”主攻“高斯玻色采样”，“悬铃木”选择“随机线路采样”。

相比“悬铃木”，“九章”有三大优势：一是速度更快。虽然算的不是同一个数学问题，但与最快的超算等效比较，“九章”比“悬铃木”快100亿倍。二是环境适应性。由于采用超导体系，“悬铃木”必须全程在零下273.12℃（30mK）的超低温环境下运行，而“九章”除了探测部分需要零下269.12摄氏度的环境外，其他部分可以在室温下运行。三是弥补了技术漏洞。“悬铃木”只有在小样本的情况下快于超算，“九章”在小样本和大样本上均快于超算。

陆朝阳说，“打个比方，就是谷歌的机器短跑可以跑赢超算，长跑跑不赢；我们的机器短跑和长跑都能跑赢。”

“九章”的输出态空间（量子纠缠可能出现的状态）达到了10的30次方，记录这些状态，用光世界上左右的内存、硬盘、光盘还不够，“悬铃木”的输出态空间则是10的16次方，两者相差十几个数量级。”陆朝阳表示。

值得一提的是，量子计算走到今天，已然展现出了诱人的应用前景。基于“九章号”量子计算原型机的“高斯玻色取样算法”在图论、机器学习、量子化学等领域具有潜在应用，将是后续发展的重要方向。

50匹马和一根头发丝

“我们需要50路光子同时通过20多米的光层，每一路都要保持25纳米的精度，这相当于你让50匹马一起跑过100公里，必须同时到达，每匹马的误差，不能超过一根头发丝。”陆朝阳对于“九章”实现难度的形容，让人倒抽一口冷气。

“从工作想法来说，‘九章'的创新在于以压缩态作为输入来源，来做高斯玻色采样，在具体实现方面，发展了四项关键性的技术。”陆朝阳介绍说。证明“量子优越性”不光要能计算，还要能出题，能测量。