在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)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速度改變著計算領(lǐng)域的格局。這臺設(shè)備在特定問題上的計算能力，已經(jīng)將傳統(tǒng)計算機遠遠拋在身后。作為項目核心成員之一的中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授陸朝陽，正帶領(lǐng)團隊在這場全球科技競賽中占據(jù)領(lǐng)先地位。

量子計算的潛力早在上世紀八十年代就已被預(yù)見。1981年，物理學(xué)家費曼首次提出量子計算機可能超越經(jīng)典計算機的概念，但這一設(shè)想長期停留在理論階段。直到四十年后，中國科學(xué)家成功將這一構(gòu)想轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實——研制出可實際運行的工程樣機，能夠快速解決特定數(shù)學(xué)問題。

2014年，美國谷歌公司宣布投入十億美元、集結(jié)數(shù)百名科學(xué)家，計劃在五年內(nèi)打造世界首臺量子計算機。與此同時，年僅31歲的陸朝陽帶領(lǐng)著由十余名95后研究生組成的團隊，選擇了與谷歌不同的技術(shù)路線——光子技術(shù)。這條路線的選擇源于中國科學(xué)院院士潘建偉2000年代初從歐洲回國后奠定的研究基礎(chǔ)。

“量子力學(xué)既創(chuàng)造了占全球GDP三分之一以上的產(chǎn)業(yè)，又保留著大量未解之謎。”陸朝陽回憶起大學(xué)時期的選擇時表示，這種“頂天立地”的特質(zhì)深深吸引著他。2004年，潘建偉團隊首次實現(xiàn)五光子糾纏；三年后，陸朝陽團隊成功將這一數(shù)字提升至六光子，相關(guān)成果登上《自然·物理學(xué)》并入選當年中國科技十大進展。

2008年赴劍橋大學(xué)深造期間，陸朝陽在國際上首次實現(xiàn)單電子狀態(tài)光學(xué)測量，解決了量子計算的基礎(chǔ)難題。面對劍橋大學(xué)提供的教職邀請，他卻在博士論文答辯后毅然回國。“在英國開展研究的前五年可能更順利，但從長遠看存在天花板。”陸朝陽解釋道，“量子技術(shù)關(guān)乎國家信息安全和算力，中國必須掌握這項技術(shù)。”

回國后，陸朝陽團隊迅速取得突破：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)”。當谷歌在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)歷著最緊張的時刻。“連續(xù)三十小時調(diào)試設(shè)備是常態(tài)，整個團隊都繃緊了神經(jīng)。”陸朝陽回憶道。

2020年12月，中國科學(xué)家在《科學(xué)》期刊發(fā)表“九章”光量子計算機研究成果，其計算速度、功耗和性價比均超越谷歌此前成果。針對“量子霸權(quán)”這一術(shù)語，陸朝陽團隊選擇使用更中性的“量子計算優(yōu)越性”。“這體現(xiàn)了中國科學(xué)家追求和平、友好的文化傳統(tǒng)。”他解釋道。

這場全球競賽仍在持續(xù)。2023年10月，“九章三號”原型機問世，其處理能力超越當時最強超級計算機“前沿”需二百億年才能完成的計算量。如今“九章四號”的上線，再次將量子計算速度推向新高度。“在光量子計算領(lǐng)域，中國已建立國際領(lǐng)先標準。”陸朝陽表示，目前僅有中美加三個國家的小組達到這一里程碑。

從操縱六光子糾纏到構(gòu)建光量子計算機，陸朝陽的科研生涯始終貫穿著“發(fā)現(xiàn)新規(guī)律、創(chuàng)造新技術(shù)”的追求。這位被國際同行譽為“量子鬼才”的科學(xué)家，在培養(yǎng)新一代科研人才的過程中同樣獲得滿足感：“看著年輕學(xué)者從懵懂少年成長為獨當一面的科學(xué)家，這種成就感不亞于科研突破本身。”