在中国科学技术大学的实验室里，一台名为“九章四号”的光量子计算机正以惊人的速度刷新着人们对计算的认知。与传统计算机相比，它在解决特定问题时展现出压倒性的优势，标志着中国在量子计算领域迈出了关键一步。作为项目核心成员之一，中国科学技术大学教授陆朝阳带领团队，在这条充满挑战的道路上不断突破。
量子计算的潜力早已被国际科学界视为战略高地。上世纪80年代，物理学家费曼首次提出量子计算机的概念，认为其运算能力可能远超经典计算机。然而，这一设想长期停留在理论层面，直到四十年后，中国科学家用实际行动将其变为现实。“我们不仅要证明量子计算的可行性，更要造出能摆在桌面上、解决实际问题的工程样机。”陆朝阳这样描述团队的目标。
2014年，美国谷歌公司宣布投入十亿美元、集结数百名科学家，计划在五年内研制出全球首台量子计算机。彼时，31岁的陆朝阳正带领一支仅十余人、以95后研究生为主的团队，选择了一条与谷歌不同的技术路线——光子量子计算。“国内在光子纠缠领域已有深厚积累，这是我们的优势。”陆朝阳解释道。这一选择源于中科院院士潘建伟的早期布局，他在21世纪初回国后，便带领团队深耕光子技术，为后续突破奠定了基础。
陆朝阳与量子计算的缘分始于大学时期。2000年考入中科大物理专业的他，大三时便明确了研究方向。“量子力学既催生了半导体、激光等改变世界的发明，又充满未解之谜，完美融合了理论与应用。”他回忆道。保送研究生后，导师潘建伟交给他一项艰巨任务：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，意味着计算空间从32维跃升至64维，难度呈指数级增长。
“这就像在黑暗中摸索未知的信号。”陆朝阳形容实验过程。团队需通过理论计算确定大致方位，同时调整两个探测器的角度，直到捕捉到正确的信号。经过近两年努力，他们不仅成功制备六光子纠缠态，还在同一装置中实现了可用于量子计算的簇态。这一成果发表于2007年《自然·物理学》，并入选当年中国科技十大进展。
2008年，陆朝阳赴剑桥大学攻读博士，期间首次实现单电子状态的光学测量，为量子计算解决基础难题。2011年，他收到剑桥大学教职邀请，却选择在博士答辩后立即回国，成为中科大最年轻的正教授。“在英国，前五年可能更顺利，但长远来看，科研需要国家力量的支持。”陆朝阳坦言，“量子技术关乎国家信息安全与算力，中国必须自主发展。”
回国后，陆朝阳团队迅速取得突破。2012年，他们研制出国际最高品质的单光子源，解决了该领域两个关键参数问题；2015年，又实现“多自由度量子隐形传态”，为构建量子计算机奠定基石。与此同时，谷歌的五年计划也在推进。2019年，谷歌宣布其53量子比特系统可在200秒内完成当时世界最快超级计算机需1万年才能完成的计算，引发全球关注。
“那段时间压力巨大，团队连续30小时调试设备是常态。”陆朝阳回忆道。2020年12月，中国科学家团队推出“九章”光量子计算机，在计算速度、功耗和性价比上超越谷歌。对于国际上常用的“量子霸权”一词，陆朝阳团队选择用“量子计算优越性”替代。“中国文化崇尚和平，不希望炒作学术名词。”他解释道。
随着“九章三号”在2023年问世，中国在光量子计算领域的领先地位进一步巩固。该原型机可在百万分之一秒内处理最高复杂度样本，而当时最强的超级计算机“前沿”需超过二百亿年才能完成。如今，“九章四号”的上线再次刷新纪录。“中国已成为国际领跑者，并建立了最强的量子计算优越性标准。”陆朝阳表示，目前仅有加拿大和美国联合小组实现了类似目标。
因在量子计算领域的贡献，陆朝阳先后获得多项国内外大奖，入选《自然》“中国科学之星”，被国际同行誉为“量子鬼才”。对于科研的魅力，他这样理解：“发现新现象、新规律带来的满足感，技术应用于国家需求的成就感，以及看着学生成长的欣慰感，都是科研最动人的地方。”
