Uma equipa de investigação composta por Pan Jianwei, Lu Chaoyang, Zhang Qiang, Liu Naile e outros da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, em colaboração com o Instituto de Tecnologia Quântica de Jinan, a Universidade de Shanxi, a Universidade de Tsinghua, o Laboratório de Inteligência Artificial de Xangai, o Laboratório de Laoshan, o Centro Nacional de Investigação de Engenharia de Computadores Paralelos e outras instituições nacionais, desenvolveu com sucesso o protótipo de computação quântica programável "Jiuzhang 4.0". O seu poder computacional para problemas específicos excede em muito o do atual supercomputador mais rápido do mundo, o El Capitan, estabelecendo com sucesso a mais forte "supremacia da computação quântica" a nível internacional. Os resultados relacionados foram publicados a 13 de maio de 2026 na prestigiada revista científica internacional Nature.

O "Jiuzhang 4.0" gera uma amostra de amostragem de bosões gaussianos em apenas 25 microssegundos, enquanto o supercomputador mais rápido do mundo, o El Capitan, e o melhor algoritmo clássico levariam mais de 10⁴² anos para completar a mesma tarefa, com uma vantagem quântica que atinge a ordem de grandeza de 10⁵⁴. O Professor Lu Chaoyang da Universidade de Ciência e Tecnologia da China afirmou sobre isto: "Isto significa que a amostra de dados mais complexa gerada pelo 'Jiuzhang 4.0' desta vez precisa apenas de 25 microssegundos, mais curto que um piscar de olhos. Enquanto o supercomputador mais poderoso atualmente na Terra precisaria de mais de 10 elevado a 42 anos para calcular este resultado."

A equipa desenvolveu uma fonte de luz de oscilador paramétrico ótico de alta eficiência e um interferómetro de codificação híbrida espaço-temporal, integrando 1024 campos de luz de estado comprimido de alta eficiência num circuito de 8176 modos com codificação híbrida espaço-temporal, manipulando e detetando pela primeira vez estados quânticos de até 3050 fotões, alcançando uma eficiência de fonte de luz de 92% e uma eficiência total do sistema de 51%. Esta arquitetura de codificação híbrida espaço-temporal permite uma expansão cúbica da conectividade, permitindo que o sistema faça amostragem num enorme espaço de Hilbert de 1024⁶¹ dimensões. Em comparação com os 255 fotões do anterior "Jiuzhang 3.0", a escala de manipulação de fotões aumentou mais de 10 vezes, excedendo em muito os melhores resultados internacionais anteriores.

A trajetória iterativa da série "Jiuzhang" demonstra claramente a aceleração contínua da computação quântica ótica da China. Em 2020, o protótipo "Jiuzhang" com 76 fotões alcançou pela primeira vez a supremacia da computação quântica num sistema ótico a nível internacional, com uma vantagem quântica de 10⁵. Em 2021, o "Jiuzhang 2.0", com o número de fotões aumentado para 113, alcançou a programação de fase, com uma vantagem quântica de 10¹⁰. Em 2023, o "Jiuzhang 3.0" elevou o número de fotões para 255, aumentando ainda mais a vantagem quântica para 10¹⁶. Paralelamente à rota da computação quântica ótica, avança também a rota da computação quântica supercondutora. O protótipo supercondutor de 56 qubits "Zuchongzhi 2.0", desenvolvido pela equipa da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, foi declarado um sucesso em 2021. Posteriormente, o "Zuchongzhi 3.0" continuou a ser iterado, tornando a China o único país do mundo a alcançar a "supremacia da computação quântica" em ambas as rotas tecnológicas de qubits óticos e supercondutores.

A amostragem de bosões gaussianos não é apenas um modelo importante para demonstrar a supremacia da computação quântica, mas também pode ser usada para gerar códigos de correção de erros bosónicos e estados de cluster de emaranhamento quântico em grande escala necessários para a computação quântica tolerante a falhas. A comunidade académica internacional reconhece que o desenvolvimento da computação quântica precisa de passar por três fases: alcançar a supremacia da computação quântica; desenvolver simuladores quânticos capazes de manipular centenas de qubits; e desenvolver computadores quânticos universais programáveis. A correção de erros quânticos é o limiar chave para o computador quântico universal, e a China alcançou no final de 2025 o marco histórico de "abaixo do limiar, quanto mais se corrige, mais correto fica".

Em 2019, a Google dos EUA, em conjunto com a Universidade da Califórnia, lançou o processador supercondutor de 53 qubits "Sycamore", sendo a primeira a reivindicar a realização da supremacia. Posteriormente, uma equipa conjunta de cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia da China e do Laboratório de Inteligência Artificial de Xangai, através de algoritmos clássicos inovadores, comprimiu o tempo de resolução da mesma tarefa num supercomputador de dez mil anos para dezenas de segundos, reduzindo simultaneamente o consumo de energia em 15 vezes, redefinindo os limites da "supremacia da computação quântica". A empresa canadiana Xanadu, em conjunto com o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA, lançou em 2022 o processador "Borealis" de 216 fotões, tornando-se a segunda equipa a nível internacional a alcançar a supremacia da computação quântica num sistema ótico.

Lu Chaoyang afirmou que os resultados do "Jiuzhang 4.0" representam um salto significativo na escala e complexidade dos processadores quânticos óticos de baixa perda, oferecendo mais possibilidades para a construção de "estados de cluster tridimensionais com biliões de modos quânticos" e futuro "hardware de computação quântica ótica tolerante a falhas", consolidando ainda mais a posição de liderança mundial da China no campo da computação quântica ótica.