量子估算是一種基于量子熱學的估算模式，借助量子比特作為信息編碼和儲存的基本單元。
量子計算機可以在極短的時間內完成傳統計算機難以實現或須要很長時間能夠實現的任務大學量子物理排名，比如解決復雜的優化問題、模擬復雜的化學過程、加速人工智能等。
量子計算機的估算能力存在遠超傳統計算機的潛力，可以將個別在電子計算機上指數下降復雜度的問題變為方程下降復雜度。
2020年12月4日，中國科學技術學院潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中科院北京微系統所、中國國家并行計算機工程技術研究中心共同合作研制的76個光子的量子估算靶機“九章”宣布建立成功。
2021年10月26日，113個光子144模式的量子估算靶機“九章二號”宣布建成。該靶機達成了量子估算研究的第一個里程碑：量子估算優越性（舊稱為量子霸權）。
這意味著“九章”對于處理個別特定問題的速率比超級計算機“富岳”快100萬億倍，并宣稱等效地比微軟的超導量子比特計算機“懸鈴木處理器”（）快100億倍。
這么，“九章”是怎樣實現這樣驚人的性能的呢？它又有什么實際應用和前景呢？
“九章”的原理和特征
“九章”的名子來始于中國最早的語文著作《九章算術》，蘊意著中國在物理和科學領域的悠久歷史和創新精神。
“九章”采用了光學量子估算的方法，即使用光作為化學載體來實現量子比特和量子邏輯門。
光學量子估算有以下幾個優點：
-光具有很高的含量和穩定性，不易遭到環境干擾，因而可以減少偏差率和提升可靠性。
-光可以在自由空間中傳播，不須要特殊的芯片或線路，因而可以降低成本和復雜度。
-光可以通過非線性光學效應來實現多光子之間的糾纏和操作，因而可以提升并行度和效率。
“九章”的核心部件是一個巨型光學平臺，占地約2平方米，里面鋪滿了數百個鏡框、分束器、相位器、探測器等器件。
這種器件構成了一個復雜的光路網路，可以實現對光子的精確控制和檢測。
“九章”的工作原理是這樣的：
-首先，通過激光和非線性晶體，形成一束包含76個單光子的糾纏態光。
-之后，將這束光輸入到光學平臺上，經過一系列的分束、反射、相移、重組等操作，實現對光子的量子邏輯門操作。
-最后，將輸出的光子通過偵測器進行檢測，得到估算結果。
“九章”的主要功能是解決一個稱作高斯玻色采樣（boson，GBS）的問題。
這是一個在精典計算機上十分困難的問題，但在量子計算機上卻可以高效地解決。
GBS問題的意義在于它可以拿來模擬復雜的分子結構和物理反應大學量子物理排名，進而為材料科學、生物醫藥等領域提供有價值的信息。
“九章”的研制團隊借助“九章”對GBS問題進行了測試，并與“富岳”進行了對比。
她們發覺，“九章”求解5000萬個樣本的GBS問題只需200秒，而“富岳”則須要6億年；當求解100億個樣本時，“九章”需10小時，而“富岳”則須要1200億年。
這就證明了“九章”在這個問題上具有量子估算優越性。
“九章”的應用和前景
“九章”的成功建立，標志著中國在量子估算領域取得了世界領先的成果，也為量子估算的實際應用開辟了新的可能性。
“九章”可以拿來解決一些傳統計算機無法處理的問題，比如：
-人工智能：量子估算可以加速人工智能的學習和推理過程，提升其確切性和效率。
比如，洛克希德馬丁公司計劃借助其D-Wave量子計算機來測試由于過分復雜而難以在傳統計算機上運行的手動駕駛軟件，也正在借助量子計算機來設計才能將汽車與地標區分開來的軟件。
-分子建模：量子估算可以對分子互相作用進行精確建模，為物理反應找到最優配置。
這可以帶來更高效的產品，從太陽能電板到醫療服藥都是這么，尤其是農藥產品。農藥占全球能量消耗的2%，更高效的農藥對全球能量和環境好處深遠。
-加密：量子估算可以破解傳統的基于大數分解或橢圓曲線等物理困局的加密方式，也可以借助量子糾纏等特點來實現更安全的量子加密方式。
這對于網路安全、信息保護、隱私保護等領域都有重要意義。
-金融建模：量子估算可以處理復雜的金融數據和市場模型，提供更確切和高效的風險評估、投資策略、套利機會等信息。
-天氣預報：量子估算可以模擬復雜的氣象系統和氣候變化，提供更精確和及時的天氣預報和洪災預警。