在中國科學技術大學的實驗室里,一臺名為“九章四號”的光量子計算機正引發全球科技界的關注。這臺設備在特定計算任務中展現出遠超傳統計算機的運算能力,標志著中國在量子計算領域邁出了關鍵一步。項目核心成員之一、知名量子計算專家陸朝陽教授表示,這是費曼1981年提出量子計算概念四十余年后,中國科學家將理論轉化為工程現實的重大突破。
量子技術的戰略價值早已超越學術范疇,成為國家間科技競爭的核心領域。2014年,美國谷歌公司投入十億美元啟動量子計算機研發計劃,而幾乎同時,陸朝陽帶領的十人團隊以數千萬元人民幣經費開啟了技術攻關。與谷歌選擇的超導量子比特路線不同,中國團隊依托中科院院士潘建偉二十年前布局的光子糾纏技術,走出了一條差異化發展道路。
陸朝陽與量子物理的緣分始于大學時代。2000年考入中科大物理系的他,大三時便確立了研究方向。“量子力學既催生了占全球GDP三分之一的現代科技產業,又保留著大量未解之謎。”這種“頂天立地”的特質深深吸引著他。保送研究生后,導師潘建偉交給他一項極具挑戰的任務——將實驗平臺從五光子糾纏升級到六光子糾纏。這項看似微小的進步,實則將計算空間從32維拓展至64維,為后續研究奠定了關鍵基礎。
2007年,團隊成功制備六光子糾纏態并實現簇態的實驗突破,相關成果登上《自然·物理學》并入選當年中國科技十大進展。2008年赴劍橋大學深造期間,陸朝陽在國際上首次實現單電子狀態光學測量,解決了量子計算的基礎性難題。面對劍橋大學提供的教職邀請,這位年輕學者在完成博士答辯后毅然回國,成為中科大最年輕的正教授。“科研背后是國家力量,量子技術關乎國家信息安全和算力發展。”他這樣解釋自己的選擇。
回國后,陸朝陽團隊迅速取得多項突破:2012年建成國際最高品質單光子源,2015年實現“多自由度量子隱形傳態”。當谷歌2019年宣布53量子比特系統實現“量子霸權”時,中國團隊正經歷著前所未有的壓力。“調試設備時連續工作30小時是常態,整個團隊都繃著神經。”陸朝陽回憶道。2020年12月,中國科學家在《科學》期刊發表“九章”光量子計算機成果,在計算速度等核心指標上超越谷歌。
對于國際通用的“量子霸權”術語,中國團隊選擇使用更中性的“量子計算優越性”。“這體現了中國科研的文化傳統,我們更強調友好合作而非對抗。”陸朝陽解釋道。隨著研究從基礎領域向應用工程過渡,九章系列不斷迭代升級:2023年九章三號將計算速度提升至超級計算機“前沿”需200億年才能完成的水平,而最新九章四號再次刷新紀錄。
這場全球量子競賽異常激烈。美國國家技術標準局與加拿大仙樂都量子公司曾聯合反超,但很快被九章三號重新領先。目前,僅有中美加三個國家的研究小組達到量子計算優越性里程碑,而中國在光量子路徑上保持著國際領跑地位。
從基礎研究到應用技術,陸朝陽的貢獻獲得了國際認可,被《自然》雜志評為“中國科學之星”,并獲譽“量子鬼才”。當被問及科研魅力時,他再次提到“頂天立地”:“發現新規律、開發新技術帶來的滿足感,看著年輕學者成長為獨當一面的科學家,這些都比獲得任何獎項更讓我感動。”










