造一台量子计算机有多难?难在四个地方:让脆弱的量子态不丢失、让高频发生的错误能被纠正、让机器从“专用演示”走向“通用可编程”,以及把这一切做成可量产的工程与产业链。11月2日,2026年世界互联网大会领先科技奖在乌镇揭晓,中国科学技术大学“九章四号”光量子计算原型机等20项成果获奖,其中“九章四号”获基础研究类奖项。 而这台被报道为比最快超算快约10⁵⁴倍的机器,依然不是能“装软件”的计算机——获奖恰恰说明:我们离实用还有距离,但关键部件正在被一段一段造出来。新华网
先把“获奖的这台机器”说准
“九章四号”的公开节点是2026年5月13日,当天它登上《自然》。这台由中国科大潘建伟、陆朝阳团队及联合科研单位研制的原型机,可以操纵和探测高达3050个光子的量子态,再度刷新光量子信息技术世界纪录。 它的上一代“九章三号”,2023年把光子数刷新至255个。科普中国央视网
速度方面,同样一道题,今天最快的超级计算机要算上10⁴²年才能完成求解,而“九章四号”生成一个样本只用了25微秒。 但 10⁵⁴ 倍这个数需要拆清口径:它并不是把同一款软件分别放到“九章四号”和超级计算机上运行、用秒表测出来的结果,而是针对高斯玻色采样这一特定任务、按当前已知经典模拟算法估算的成本差,随着经典算法进步,比较结果也可能变化。 同样要澄清的是,3050个光子不等于3050个可随意编程的量子比特——它不能像普通电脑那样安装软件、运行任意程序。科普中国知乎
第一道坎:损耗,光子在路上就丢了
光子经过光学器件时随时可能丢失:原本准备好的量子态,经过越来越复杂的线路以后,一部分光子可能已经不在场;丢失过多时,结果中的量子特征还可能退化到能被经典计算机模拟。 “九章四号”的核心进展,是把空间与时间两种编码方式结合、改进光源和干涉线路效率,让更多光子参与量子干涉并被探测到。换句话说,这道坎没有被跨过,而是被向前挪了一大步——研究的难度正从“能不能做到”,转向“能不能继续扩大规模”。知乎
第二道坎:纠错,“越纠越错”的悖论
量子计算机的错误率远高于传统计算机,必须纠错;但传统纠错方案消耗巨大硬件资源,还可能引入新错误。2023年3月,清华大学、南方科技大学与福州大学组成的团队在超导量子线路系统上,在国际上首次超越量子纠错盈亏平衡点。 代价有多直观?上海量子计算初创公司太一量生计划2026年底前完成整机搭建并通过量子纠错技术展现逻辑比特,更长远目标是在单一平台上捕获5万个原子、高效转化出300个逻辑量子比特——物理与逻辑的换算比接近167:1。 谷歌则在2026年10月首次在真实芯片上跑通容错计算的关键步骤“魔态蒸馏”,但这条路要走多久,目前并没有一个确定的答案。微博36氪36氪
第三道坎:从专用演示到通用可编程
量子计算有多条技术路线:超导、离子阱、光量子、中性原子等。光量子路线上,中科大团队把系列机器命名为“九章”;超导路线上,105量子比特的“祖冲之三号”在2024年12月发表。 但按严格定义——能运行任意量子线路、能执行通用量子算法、未来可接入量子纠错和容错计算——“九章四号”还不是这种量子计算机。 大规模量子纠错、可编程计算、长期可靠运行,是从“原型机”通往“实用机”的必修清单,全球前沿都还没交卷。微博知乎
第四道坎:成本与产业链,一台几千万
“一台量子计算机”已经出现在商业合同里:10月22日国盾量子披露,子公司拟向控股股东中电信量子集团销售1台量子计算机(设备及相关技术服务),金额预计6477.27万元。 单台价格以千万元计、买方以国资与科研场景为主,这正是“难”的另一面。巨头也在加码入场:英特尔已签署最终协议,收购量子计算软件提供商Classiq,试图把软件平台与自旋量子比特制造拼成“全栈”。 热闹的另一面是:能掏钱买“整机”的市场本身还非常小。界面新闻界面新闻
离实用多远,盯这几个信号
下一轮该看的是逻辑比特,不是光子数。太一量生2026年底的整机能否展示纠错后的逻辑比特、还有多少平台能越过纠错盈亏平衡点,比“刷新纪录”更接近实用的刻度。用户侧唯一已经开动的现实是安全:足够强大的量子计算机未来可能破解RSA等现有加密算法,科学家们正在开发抗量子加密算法,量子计算本身也可以用来验证这些新算法是否安全。 至于把量子计算机搬进个人电脑,现有证据不支持任何时间表。一句话总结“有多难”:人类第一次能在大规模上让脆弱量子比特按预定规律协同工作,但想从“特定考题快过超算”走到“一台什么都能算的机器”,上面四道坎还都立在那里。科普中国