在中國科學技術(shù)大學的實驗室里，一臺名為“九章四號”的光量子計算機正以驚人的計算速度改寫著科技史。這臺機器在特定問題上展現(xiàn)出的能力，已將傳統(tǒng)計算機遠遠拋在身后。作為項目核心成員之一，陸朝陽教授帶領(lǐng)團隊在這場全球量子競賽中占據(jù)了領(lǐng)先位置。

量子計算的潛力早在上世紀80年代就被物理學家費曼預見。他提出，量子系統(tǒng)可能實現(xiàn)遠超經(jīng)典計算機的運算速度。然而，這個概念長期停留在理論階段。直到四十年后，中國科學家才將其轉(zhuǎn)化為可觸摸的現(xiàn)實——一臺能放在桌面上解決復雜數(shù)學問題的工程樣機。

2014年，當美國谷歌公司投入十億美元、集結(jié)數(shù)百名科學家計劃五年內(nèi)造出首臺量子計算機時，31歲的陸朝陽正帶領(lǐng)著由十幾名95后研究生組成的團隊，沿著不同的技術(shù)路徑前行。他們選擇的光子路線，源自中國科學院院士潘建偉2000年代初從歐洲帶回的技術(shù)積累。

“五個光子構(gòu)成的空間是32維，六個光子就變成64維。”陸朝陽解釋道。2007年，團隊成功實現(xiàn)六光子糾纏態(tài)控制，這項突破性成果登上《自然·物理學》封面，并入選當年中國科技十大進展。當時還在劍橋大學攻讀博士的陸朝陽，已在國際上首次實現(xiàn)單電子狀態(tài)的光學測量，為量子計算掃清了一個基礎(chǔ)障礙。

2011年獲得劍橋大學教職邀請后，陸朝陽卻選擇在博士答辯完成一周后回國，成為中科大最年輕的正教授。“在英國前五年可能更順利，但長遠來看有天花板。”他坦言，“量子信息技術(shù)關(guān)乎國家信息安全和算力，中國必須發(fā)展這項技術(shù)。”這種使命感源于他見證的國家發(fā)展歷程——從學生時代到北京奧運會，中國的崛起讓他充滿信心。

回國后，陸朝陽團隊在2012年研制出國際最高品質(zhì)單光子源，2015年實現(xiàn)“多自由度量子隱形傳態(tài)”，為構(gòu)建量子計算機奠定基石。當谷歌2019年宣布53量子比特系統(tǒng)實現(xiàn)“量子霸權(quán)”時，中國團隊正經(jīng)歷著最緊張的三十小時——參數(shù)調(diào)試的復雜性讓所有人繃緊神經(jīng)。

“我們稱其為‘量子計算優(yōu)越性’。”面對“量子霸權(quán)”這個引發(fā)爭議的術(shù)語，陸朝陽選擇更中性的表達，“這體現(xiàn)了中國文化的友好傳統(tǒng)。”2020年12月，中國科學家在《科學》期刊發(fā)表“九章”光量子計算機成果，在計算速度等指標上超越谷歌。

這場競賽遠未結(jié)束。2023年10月，九章三號原型機將計算速度推向新高度——處理特定樣本的時間，相當于最強超級計算機“前沿”需要二百億年。如今九章四號的問世，再次刷新了人類計算能力的極限。“在光量子領(lǐng)域，中國是國際領(lǐng)跑者。”陸朝陽指出，目前只有中美加三個國家的小組達到過類似里程碑。

從五個光子到三千多個光子的控制，從基礎(chǔ)研究到工程化應(yīng)用，陸朝陽見證了量子計算從理論到現(xiàn)實的跨越。這位被國際同行譽為“量子鬼才”的科學家，始終保持著科研工作者的純粹：“發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、創(chuàng)造新技術(shù)帶來的滿足感，以及看到學生成長為獨當一面的科學家，就是科學最大的魅力。”