量子估算是一种基于量子热学的估算模式，借助量子比特作为信息编码和储存的基本单元。
量子计算机可以在极短的时间内完成传统计算机难以实现或须要很长时间能够实现的任务大学量子物理排名，比如解决复杂的优化问题、模拟复杂的化学过程、加速人工智能等。
量子计算机的估算能力存在远超传统计算机的潜力，可以将个别在电子计算机上指数下降复杂度的问题变为方程下降复杂度。
2020年12月4日，中国科学技术学院潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中科院北京微系统所、中国国家并行计算机工程技术研究中心共同合作研制的76个光子的量子估算靶机“九章”宣布建立成功。
2021年10月26日，113个光子144模式的量子估算靶机“九章二号”宣布建成。该靶机达成了量子估算研究的第一个里程碑：量子估算优越性（旧称为量子霸权）。
这意味着“九章”对于处理个别特定问题的速率比超级计算机“富岳”快100万亿倍，并宣称等效地比微软的超导量子比特计算机“悬铃木处理器”（）快100亿倍。
这么，“九章”是怎样实现这样惊人的性能的呢？它又有什么实际应用和前景呢？
“九章”的原理和特征
“九章”的名子来始于中国最早的语文著作《九章算术》，蕴意着中国在物理和科学领域的悠久历史和创新精神。
“九章”采用了光学量子估算的方法，即使用光作为化学载体来实现量子比特和量子逻辑门。
光学量子估算有以下几个优点：
-光具有很高的含量和稳定性，不易遭到环境干扰，因而可以减少偏差率和提升可靠性。
-光可以在自由空间中传播，不须要特殊的芯片或线路，因而可以降低成本和复杂度。
-光可以通过非线性光学效应来实现多光子之间的纠缠和操作，因而可以提升并行度和效率。
“九章”的核心部件是一个巨型光学平台，占地约2平方米，里面铺满了数百个镜框、分束器、相位器、探测器等器件。
这种器件构成了一个复杂的光路网路，可以实现对光子的精确控制和检测。
“九章”的工作原理是这样的：
-首先，通过激光和非线性晶体，形成一束包含76个单光子的纠缠态光。
-之后，将这束光输入到光学平台上，经过一系列的分束、反射、相移、重组等操作，实现对光子的量子逻辑门操作。
-最后，将输出的光子通过侦测器进行检测，得到估算结果。
“九章”的主要功能是解决一个称作高斯玻色采样（boson，GBS）的问题。
这是一个在精典计算机上十分困难的问题，但在量子计算机上却可以高效地解决。
GBS问题的意义在于它可以拿来模拟复杂的分子结构和物理反应大学量子物理排名，进而为材料科学、生物医药等领域提供有价值的信息。
“九章”的研制团队借助“九章”对GBS问题进行了测试，并与“富岳”进行了对比。
她们发觉，“九章”求解5000万个样本的GBS问题只需200秒，而“富岳”则须要6亿年；当求解100亿个样本时，“九章”需10小时，而“富岳”则须要1200亿年。
这就证明了“九章”在这个问题上具有量子估算优越性。
“九章”的应用和前景
“九章”的成功建立，标志着中国在量子估算领域取得了世界领先的成果，也为量子估算的实际应用开辟了新的可能性。
“九章”可以拿来解决一些传统计算机无法处理的问题，比如：
-人工智能：量子估算可以加速人工智能的学习和推理过程，提升其确切性和效率。
比如，洛克希德马丁公司计划借助其D-Wave量子计算机来测试由于过分复杂而难以在传统计算机上运行的手动驾驶软件，也正在借助量子计算机来设计才能将汽车与地标区分开来的软件。
-分子建模：量子估算可以对分子互相作用进行精确建模，为物理反应找到最优配置。
这可以带来更高效的产品，从太阳能电板到医疗服药都是这么，尤其是农药产品。农药占全球能量消耗的2%，更高效的农药对全球能量和环境好处深远。
-加密：量子估算可以破解传统的基于大数分解或椭圆曲线等物理困局的加密方式，也可以借助量子纠缠等特点来实现更安全的量子加密方式。
这对于网路安全、信息保护、隐私保护等领域都有重要意义。
-金融建模：量子估算可以处理复杂的金融数据和市场模型，提供更确切和高效的风险评估、投资策略、套利机会等信息。
-天气预报：量子估算可以模拟复杂的气象系统和气候变化，提供更精确和及时的天气预报和洪灾预警。