12月3日，中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等科學家組成的科研團隊，利用"九章"量子計算機原型機成功完成了"高斯玻色採樣"問題的快速求解。論文於《科學》周刊發布後引起了學術界的轟動，"九章"遠超當下經典計算機和其他量子計算機原型的強大算力使得中國一舉成為了量子計算機技術新興國家。而就在論文發表的一天後，美國專家就緊跟著發聲要"密切關注保護國防通信不被量子計算機攻擊的加密能力"，並將中國的量子計算機技術視為即將在幾年內出現的威脅，量子計算機技術的競爭即將拉開帷幕。
"九章"的光路系統原理圖
1981年美國阿拉貢國家實驗室的物理學家保羅·貝尼奧夫最早提出了量子計算機的基本理論，證明了圖靈機的量子力學模型在理論上是可行的，同時期美國物理學家理察·費曼提出："在任何經典計算機上模擬量子系統都是不可能的，所需的內存和時間會急劇增加，而在量子計算機系統上不會消耗巨量的資源"。當量子計算機的理論方向得到確定之後，人類才正式開啟了量子計算的新領域。
"九章"量子計算機實物圖
與我們熟知的馮諾依曼架構經典計算機不同，量子計算機是遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的計算機，與經典計算機相比兩者在工作原理上存在著本質區別。在經典計算機中無論我們輸入的信息是漢語、英語還是圖片、視頻，在中央處理器CPU中都會轉換成電路的開和關這兩個信號，分別代表1和0，計算機通過對二進位數據的傳輸、運算、存儲才能實現我們使用的各種功能。而量子計算機則是使用原子、離子、光子等粒子，以量子的狀態作為計算方式，我們中國的"九章"使用的粒子為光子。
"神威-太湖之光"超級計算機
與經典計算機相比，量子計算機的計算方式在處理大量數據時相比經典計算機有著得天獨厚的優勢，經典計算機的數字電路中只有1和0兩種數據的存在，1個計算機單元單次只能處理1個數據，稱為1個比特。
由於微觀粒子的態疊加原理，量子計算機每1次運算得到的1個量子比特可以承載遠遠多於1個比特的數據。打個簡單的比方，我們手中拿著一個手電筒，打開表示1，關閉表示0，我們每開關一次手電筒就相當於經典計算機的一次運算，得到了1個比特的數據，從宏觀層面上講我們只能看到手電筒的光亮起或熄滅，因此每次也只能得到一個數據；但從微觀層面的量子力學角度看，態疊加原理允許粒子同時處於多種狀態，因此微觀粒子可以表示一組更多的信息，而非我們從宏觀層面看到手電筒亮起表示1或熄滅表示0這麼簡單。
（光子幹涉實物圖）
所以量子計算機在處理大量數據的情況下擁有經典計算機無法企及的超高速度，"九章"在室溫條件下解算高斯玻色採樣問題時處理5000萬個樣本僅需200秒就可以完成，超級計算機需要花費6億年；處理100億個樣本"九章"需要10個小時，超級計算機需要1200億年；"九章"用數據詮釋了量子計算機對比經典計算機的優越性，也證明我們中國在量子計算機領域已經成功實現了技術突破。
量子計算機運算流程
革命性的量子計算機使得經典計算機無法實現的事情找到了方向，當今世界上最常用也被公認最安全的2048RSA密碼，這樣的加密手段已經遠遠超出超級計算機的運算能力上限，使用超級計算機破解一個2048RSA密碼需要80年的時間，但使用量子計算機可能只需要幾個小時就能破解號稱最安全的密碼。如果加密手段的發展速度不能緊跟量子計算機的話，對於擁有先進量子計算機的一方無疑是單向透明，因此美國不惜以94億美元的巨額年度經費支持量子計算機和針對量子計算機加密手段的發展，未來針對量子計算技術的競爭也會愈發激烈。