山西大学光电所苏晓龙教授研究组助力“九章四号”光量子计算原型机研制

近期，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳领衔的联合科研团队，汇聚济南量子技术研究院、山西大学、清华大学、上海人工智能实验室等多家单位研究力量，成功研制“九章4.0”光量子计算原型机。论文于2026年5月13日在《Nature》在线发表。

光量子计算机是一种重要的量子计算路径，在求解特定复杂计算问题方面具有量子优势。高斯玻色采样是一种基于线性光学的专用量子计算任务，且经典计算机求解难度极大。中国科学技术大学研究团队研制的“九章”光量子计算原型机以高斯分布的压缩态为输入态，经过可编程线性分束器网络和单光子探测，为解决高斯玻色采样问题提供了有效途径，展现了量子计算优越性。

“九章4.0”研究团队研发了高效率的光学参量振荡器和时空混合编码干涉仪，成功实现高达3050个光子的高斯玻色采样任务，刷新光量子计算世界纪录。该光量子计算原型机的核心架构由压缩光源、可编程时空混合编码线路、单光子探测系统三部分组成。四个光学参量振荡器产生单模压缩态，经滤波后进入由三级16模干涉仪和两组光纤延迟环构成的时空混合编码线路，实现空间模式与时间模式的级联耦合和大规模干涉演化。研制的“九章4.0”实现了1024个高效率压缩态输入和8176个输出模式，光源效率达到92%，系统总效率达到51%，可探测最高3050个光子，采样所在希尔伯特空间维度约为102461，其计算速度相比当前全球最快的超级计算机El Capitan快1054倍。

山西大学光电研究所、光量子技术与器件全国重点实验室苏晓龙教授研究团队作为联合科研团队的重要参与力量，依托在压缩态光场、连续变量量子信息等方向的长期积累，为“九章4.0”大规模光量子计算原型机研制提供了关键支撑。团队成员任思宇博士后、朱学志博士生、王美红副教授参与了本项研究工作。该研究得到“量子通信与量子计算机”国家科技重大专项、国家自然科学基金和山西省“1331工程”重点学科建设经费的支持。（通讯员：张颖）