中國量子計算技術邁向新里程
方保僑 香港資訊科技商會榮譽會長、香港互動市務商會創會及榮譽會長
中國在量子計算領域再度投下震撼彈。由中國科學技術大學團隊研發的「九章4.0」（Jiuzhang 4.0）光量子計算原型機，近日在《Nature》發表最新成果，不但刷新全球光子操控規模，更在量子優越性（quantum advantage）實驗上創下新紀錄，標誌着全球量子科技競賽進一步升溫。
今次突破的核心，在於光子規模的顯著提升。「九章4.0」可同時操控多達3,050個光子，相較上一代九章3.0的255個光子，實現約12倍躍升。這種跨越式進展，並非單純的硬件堆疊，而是透過「時空混合編碼」（spatiotemporal hybrid coding）架構，結合空間模式與時間延遲迴路，成功在有限物理體積內大幅擴展計算能力。這意味着中國團隊在光量子計算架構設計上，已找到更具可擴展性的技術路徑。
性能表現方面，「九章4.0」針對高斯玻色取樣（Gaussian Boson Sampling）問題，展現驚人的計算速度。研究指出，其運算速度較現今最強超級電腦快達1054倍，而生成最複雜樣本僅需25微秒。若以傳統超級電腦處理同樣問題，理論上需時超過1042年，這種差距已遠超實用比較範圍，進一步鞏固量子計算在特定問題上的壓倒性優勢。
另一個值得關注的指標是，此系統達到92%的光源效率，對光量子計算而言，高效率直接關係到誤差控制與可擴展能力，也代表其已進入研究人員所稱的「全新擴展區間」（new scaling regime）。在此區間內，即使採用矩陣乘積態（matrix product state）等先進經典演算法，也難以有效模擬其運算過程，進一步強化量子優越性的實驗證據。
然而，高斯玻色取樣仍屬於數學基準測試，並非通用量子計算（universal quantum computing）。「九章4.0」雖在特定問題上展現壓倒性優勢，但距離實際應用，如藥物研發、金融建模或密碼破解，仍有一段技術距離。研究團隊已提出下一步方向，包括建構「萬億量級量子比特模式」（trillion-qubit-mode）的三維集群態（3D cluster states），朝向容錯光量子計算（fault-tolerant quantum computing）邁進。
加速環球產業發展
從全球科技競爭角度來看，「九章4.0」的突破具有深遠意義。當前量子計算技術路線上，中國選擇光子路徑（photonic quantum computing），與美國主導的超導量子電腦（如Google、IBM）形成明顯分野。這種「多路線競爭」格局，將加速整個產業發展，同時亦增加技術不確定性。未來誰能率先實現實用化，仍有待觀察。其次，量子科技已被視為國家戰略資產。無論是量子通訊、量子加密還是量子計算，都直接影響資訊安全與國防能力。「九章4.0」的進展，無疑會促使美國、歐盟及其他科技強國加大投資力度，甚至可能引發新一輪「量子科技軍備競賽」。
「九章4.0」不僅是一次實驗室成果，更是一個重要訊號：量子計算正由概念驗證走向工程化突破。儘管距離全面商業應用仍需時間，但技術演進速度顯然正在加快。未來十年，量子科技或將重塑全球科技版圖，其影響力不亞於當年的人工智能與半導體革命。
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