九章
“九章”是中国科学技术大学潘建伟团队与中科院中国科学院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，成功构建76个光子的量子计算原型机。2021年，“九章”入选联合国教科文组织Netexplo论坛在全球范围内遴选出的10项极具突破性的数字创新技术，同年入选两院院士评选的“2020中国十大科技进展”。
在2017年，在“九章”项目中，潘建伟团队构建了世界首台超越早期经典计算机的光量子计算原型机。2019年，团队实现了20个光子输入60个模式干涉线路的萨特延德拉·玻色抽样，输出复杂度相当于48个量子比特的戴维·希尔伯特态空间，逼近“量子计算优越性”。2020年，“九章”求解了最高达76光子的gaussian玻色采样问题，求解速度超越经典超级计算机，在国际上首次实现基于光学体系的量子计算优越性，这一突破使中国成为全球第二个（第一个为IBM的Q System One）实现“量子优越性”的国家。
2021年10月，“九章”的升级版“九章二号”成功构建，再次刷新国际光量子操纵的技术水平，其处理特定问题比目前全球最快的超级计算机快亿亿亿倍。2023年10月11日，又成功构建了255个光子的量子计算原型机“九章三号”，再度刷新了光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录。
基本简介
九章实现了具有实用前景的“高斯玻色抽样”任务的快速求解。当前，研制量子计算机已成为世界科技前沿的最大挑战之一，成为欧美各发达国家角逐的焦点。
主要功能
根据目前最优的经典算法，“九章”对于处理gaussian萨特延德拉·玻色取样的速度比目前世界排名第一的超级计算机“富岳”快一百万亿倍，等效地比谷歌去年发布的53比特量子计算原型机“三球悬铃木”快一百亿倍。同时，通过高斯玻色取样证明的量子计算优越性不依赖于样本数量，克服了谷歌53比特随机线路取样实验中量子优越性依赖于样本数量的漏洞。“九章”输出量子态空间规模达到了1030（“悬铃木”输出量子态空间规模是1016，目前全世界的存储容量是1022）。
发展历程
2017年，潘建伟团队构建了世界首台超越早期经典计算机（ENIAC）的光量子计算原型机。
2019年，该团队实现了20光子输入60模式干涉线路的萨特延德拉·玻色抽样，输出复杂度相当于48个量子比特的戴维·希尔伯特态空间，逼近了量子计算优越性 。
此后，研究团队通过自主研制同时具备高效率、高全同性、极高亮度和大规模扩展能力的量子光源，同时满足相位稳定、全连通随机矩阵、波包重合度优于99.5%、通过率优于98%的100模式干涉线路，相对光程10的负9次方以内的锁相精度，高效率100通道超导纳米线单光子探测器。
2020年12月4日，中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”。同天，国际学术期刊《科学》发表了该成果，审稿人评价这是“一个最先进的实验”“一个重大成就”。
2023年，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等组成的研究团队基于“九章”光量子计算原型机，进行两类一笔画问题问题的求解，实验速率相比全球最快超级计算机快约1.8亿倍。
运算性能
九章开发团队声称当求解5000万个样本的gaussian萨特延德拉·玻色抽样时，“九章”需200秒，而截至2020年世界最快的超级计算机“富岳”需6亿年；当求解100亿个样本时，九章需10小时，而富岳需1200亿年等效来看，“九章”的计算速度比“三球悬铃木”快100亿倍，并弥补了“悬铃木”依赖样本数量的技术漏洞。
中科大新闻稿还指出，根据目前最优的经典算法，“九章”对于处理高斯玻色取样的速度比超级计算机“富岳”快100万亿倍，等效地比谷歌的超导量子比特计算机“悬铃木”快100亿倍。
实验显示，“九章”对经典数学算法高斯萨特延德拉·玻色抽样的计算速度，比世界最快的超算“富岳”快100万亿倍，从而在全球第二个实现了“量子霸权”，推动全球量子计算前沿研究达到一个新高度，其超强算力在图论、机器学习、量子化学等领域具有潜在应用价值。
当求解5000万个样本的高斯玻色取样问题时，“九章”需200秒，而“富岳”需6亿年；当求解100亿个样本时，“九章”需10小时，“富岳”需1200亿年。
系统原理
左上方激光系统产生高峰值功率飞秒脉冲；左方25个光源通过参量下转换过程产生50路单模压缩态输入到右方100模式光量子干涉网络;最后利用100个高效率超导单光子探测器对干涉仪输出光量子态进行探测。
研发单位
“九章”由潘建伟团队与中科院中国科学院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心进行的合作。
名称来源
量子计算机“九章”命名为“九章”是为了纪念中国古代最早的数学专著《九章算术》这本著作。
重要意义
潘建伟表示，这一成果牢固确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位。基于“九章”的“gaussian萨特延德拉·玻色抽样”算法，未来将在图论、机器学习、量子化学等领域具有非常重要的潜在应用价值。
所获荣誉
2021年4月，入选由技术领域全球知名大学组成的Netexplo大学网络历时一年，在全球范围内遴选出的10项极具突破性的数字创新技术。
专家评价
对于“九章”的突破，《科学》杂志审稿人评价称“这是一个最先进的实验和重大成就”。
参考资料
十大数字创新技术出炉 中国“九章”榜上有名.人民网.2023-12-12
【中国青年报】2020中国/世界十大科技进展新闻揭晓！.中国科学院.2023-12-12
中国量子计算原型机“九章”算力有多强？一文解读.人民日报-有品质的新闻.2023-12-09
量子计算原型机“九章”研制成功 我国实现了量子计算研究的第一个里程碑.央视网.2023-12-09
中国实现“量子优越性”的里程碑:量子计算机“九章”.澎湃新闻.2023-12-09
九章三号“问世”：再度刷新量子计算世界纪录｜寻找临界点•世说新语②.百家号.2023-12-12
实现算力全球领先，中国量子计算原型机“九章”问世.观察者网.2020-12-04
中科大研究团队利用“九章”光量子计算原型机求解图论问题.今日头条-中国新闻网.2023-06-08