中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等组成的研究团队，联合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、崂山实验室、国家并行计算机工程技术研究中心等国内多家单位，成功研制出可编程量子计算原型机“九章四号”，其针对特定问题的算力远超当前全球最快超级计算机El Capitan，成功建立了国际上最强的“量子计算优越性”。相关成果于2026年5月13日在国际权威学术期刊《自然》发表。

“九章四号”生成一个高斯玻色采样样本仅需25微秒，而使用当前全球最快超算El Capitan和最优经典算法完成同一任务需要超过1042年，量子优势比达到1054量级。中国科学技术大学教授陆朝阳对此表示：“这意味着，‘九章四号’此次生成的最复杂数据样本只需要25微秒，比一眨眼时间还短。而目前地球上最强大的超级计算机算出这个结果需要超过10的42次方年。”

团队研发了高效率的光参量振荡器光源和时空混合编码干涉仪，将1024个高效率压缩态光场集成到一个时空混合编码的8176模式线路中，首次操纵和探测高达3050个光子的量子态，实现了92%的光源效率和51%的系统总效率。该时空混合编码架构实现了连接度的立方级扩展，使系统能够在102461维的巨大希尔伯特空间中进行采样。与此前“九章三号”255个光子相比，光子操纵规模提升超过10倍，远超此前国际最好结果。

“九章”系列的迭代轨迹清晰展示了中国光量子计算的持续提速。2020年，76个光子的“九章”原型机在国际上首次实现光学体系的量子计算优越性，量子优势比为105。2021年，光子数提升至113个的“九章二号”实现可相位编程，量子优势比达1010。2023年，“九章三号”将光子数刷新至255个，量子优势比进一步升至1016。与光量子路线并行推进的还有超导量子路线，中国科大团队研制的56比特超导原型机“祖冲之二号”于2021年宣告成功，此后“祖冲之三号”持续迭代，中国由此成为全球唯一在光量子和超导量子两条技术路线上均实现“量子计算优越性”的国家。

高斯玻色采样不仅是展示量子计算优越性的重要模型，还可用于生成容错量子计算所需的玻色纠错码及大规模量子纠缠簇态。国际学界公认量子计算发展需经历三个阶段：实现量子计算优越性;研制可操纵数百个量子比特的量子模拟机;研制可编程的通用量子计算机。量子纠错是走向通用量子计算机的关键门槛，中国在2025年底已取得“低于阈值，越纠越对”的里程碑式突破。

2019年，美国谷歌公司联合加州大学推出53比特超导处理器“悬铃木”，率先宣称实现优越性。此后，中国科学技术大学和上海人工智能实验室的科学家联合团队通过创新经典算法，将同一任务在超算上的求解时间从一万年压缩至数十秒，同时能耗减少15倍，重新定义了“量子计算优越性”的边界。加拿大Xanadu公司联合美国国家标准与技术研究院于2022年发布216光子的“北极光”处理器，成为国际上第二个实现光学体系量子计算优越性的团队。

陆朝阳表示，“九章四号”成果代表了低损耗光量子处理器在规模和复杂度上的重大飞跃，为构建“万亿量子模式的三维簇态”和未来“容错光量子计算硬件”提供了更多可能性，进一步巩固了中国在光量子计算领域的世界领先地位。