中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等與中科院上海微系統所、國家并行計算機工程技術研究中心合作，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，使得我國成功達到量子計算研究的首個里程碑：量子計算優越性，為實現可解決具有重大實用價值問題的規模化量子模擬機奠定技術基礎。根據現有理論，“九章”一分鐘完成的任務，目前最快的超級計算機“富岳”需要一億年，即“九章”處理高斯玻色取樣的速度比“富岳”快一百萬億倍，等效地比谷歌去年發布的53個超導比特量子計算原型機“懸鈴木”快一百億倍。相關成果12月4日在線發表在《科學》上。審稿人認為，這是“一個最先進的實驗”，“一個重大成就”。
當前，研制量子計算機已成為世界科技前沿的最大挑戰之一。相比經典計算機，量子計算機在原理上具有超快的并行計算能力，可望有效推動密碼破譯、材料設計、藥物分析等重大難題的解決。實現“量子計算優越性”、研制可相干操縱數百個量子比特的量子模擬機和可編程的通用量子計算原型機，被認為是量子計算的三個里程碑。
潘建偉團隊一直在光量子信息處理方面處于國際領先水平。2017年，該團隊構建了世界首臺超越早期經典計算機的光量子計算原型機。2019年，該團隊實現了20個光子輸入60個模式干涉線路的玻色取樣，輸出復雜度相當于48個量子比特的希爾伯特態空間，逼近“量子計算優越性”。
近期，潘建偉團隊通過自主研制同時具備高效率、高全同性、極高亮度和大規模擴展能力的量子光源，成功構建了76個光子100個模式的高斯玻色取樣量子計算原型機“九章”，輸出量子態空間規模達10的30次方 ，實現“高斯玻色取樣”任務的快速求解。值得一提的是，“九章”所實現的量子計算優越性不依賴于樣本數量，克服了谷歌“隨機線路取樣”實驗中量子優越性依賴于樣本數量的漏洞。
潘建偉表示，這一成果牢固確立了我國在國際量子計算研究中的第一方陣地位。基于“九章”的高斯玻色取樣算法，未來在圖論、機器學習、量子化學等領域將具有重要的潛在應用價值。