陆朝阳：中国量子计算从追赶到领先的创新突破之路
在合肥微尺度物质科学国家实验室深处，被命名为“九章四号”的光量子计算机正以令人惊叹的速度刷新着人类对计算边界的认知。面对特定数学难题，这台设备的运算效率远超经典计算机，标志着中国在量子计算领域迈出了关键一步。作为项目核心成员，量子计算专家陆朝阳带领团队完成了这一里程碑式的突破。
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量子计算的战略价值早已超越学术范畴，成为全球科技竞争的核心战场。谁能在这片新兴领域占据先机，谁就将在未来数十年的国际格局中掌握主动权。这一构想最初由物理学家费曼于1981年提出，他预见量子计算机将突破经典计算的极限。然而，从理论构想到工程实践的跨越耗费了四十年光阴，直到中国科学家成功将这一概念转化为可运行的工程样机。
2014年，美国谷歌公司宣布投入百亿资金、汇聚数百名科研精英，计划在五年内打造全球首台量子计算机。与此同时，年仅31岁的陆朝阳正带领十余人的科研团队向同一目标发起冲击。这场跨国竞赛的背后，是两种技术路线的较量——谷歌选择超导体系，而中国团队则深耕光子技术路线。
光子路线的抉择源自中国科学院院士潘建伟的远见。21世纪初，他从欧洲归国后将研究重心转向光子纠缠技术。同年考入中国科学技术大学物理系的陆朝阳，在大三时便确定了量子研究的方向。“量子力学既催生了半导体、激光等改变世界的发明，又保留着大量未解之谜。”他回忆道，“这种兼具基础性与前沿性的特质深深吸引了我。”
保送研究生后，陆朝阳接到了导师布置的艰巨任务：将实验平台升级至可操控六光子纠缠。此前团队已在2004年实现五光子纠缠，但从五到六的跨越远非简单叠加。“六个光子意味着64维空间，是五光子时的两倍。”他解释道，“这就像在黑暗中同时调整两个未知角度的探测器，必须等待正确的信号反馈才能成功。”经过近两年攻关，团队不仅制备出六光子纠缠态，还在同一装置中实现了可用于量子计算的簇态。这项成果登上《自然·物理学》封面，并入选2007年中国科技十大进展。
2008年，陆朝阳赴剑桥大学深造期间首次实现单电子状态的光学测量，为量子计算解决了基础性难题。当剑桥大学向他抛出教职橄榄枝时，这位青年学者却在博士答辩后一周选择回国，成为中科大最年轻的正教授。“在英国的前五年可能更顺利，但长远来看存在天花板。”他坦言，“量子技术关乎国家信息安全与算力主权，中国必须发展自主可控的技术体系。”
回国后，陆朝阳团队迅速搭建半导体量子光源实验室。2012年，他们制备出国际最高品质的单光子源，首次同时优化两个关键参数，为量子计算奠定了坚实基础。2015年，团队实现“多自由度量子隐形传态”，这项被《科学》杂志评为年度突破的研究，为构建量子计算机铺平道路。此时，谷歌的五年计划已进入冲刺阶段。
2019年，谷歌宣布其53量子比特系统可在200秒内完成超级计算机需要1万年才能解决的任务。面对压力，陆朝阳团队连续30小时不间断调试设备。“参数变量太多，整个团队都处于高度紧张状态。”他回忆道。2020年12月，中国科学家在《科学》期刊发表“九章”光量子计算机研究成果，在速度、功耗和性价比上全面超越谷歌。
针对“量子霸权”的术语争议，陆朝阳团队选择使用更中性的“量子计算优越性”。“中华文化崇尚和平，不希望炒作学术概念。”他解释道。这种务实态度体现在技术迭代中：从九章到九章三号，再到最新的九章四号，中国团队始终保持着领先优势。2024年10月，九章三号在百万分之一秒内完成的计算任务，需要当时最强超级计算机“前沿”花费200亿年才能实现。
目前，中国在光量子计算机领域已建立国际领先优势，其制定的量子计算优越性标准现仅被加拿大和美国联合小组部分实现。因在基础研究与应用转化中的贡献，陆朝阳先后获得多项国内外大奖，被《自然》杂志评为“中国科学之星”，国际同行称其为“量子鬼才”。
“科学研究的魅力在于发现新现象、创造新技术。”陆朝阳说，“当年看到懵懂少年成长为独当一面的科学家时，这种满足感无可替代。”在他的实验室里，光子正以每秒30亿次的速度穿梭，编织着量子计算的未来图景。
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