中科大潘建伟团队研发的量子计算机“九章”

将“高尔顿钉板”发展出一个量子版本，即由全同光子来代替小球，用分束器（当一束光通过分束器时会被分成两束强度较低的光，一束透射，另一束反射）来代替钉子，则这个游戏就变成“玻色取样”的量子模拟。更一般来讲，“玻色取样”指在n个全同玻色子经过一个干涉仪后，对n个玻色子的整个输出态空间进行采样的问题。采样过程和分布概率息息相关。
世界上有很多个课题组从实验上挑战玻色取样任务，根据实际需要，衍生出了各种玻色取样变体。Advanced Photonics 发表的综述论文着重介绍了散粒玻色取样和高斯玻色取样。散粒玻色取样针对自发参量下转换（SPDC）光源概率性和低抽运强度的缺点，将k (k > n)个单光子SPDC源连接到线性干涉仪的不同输入端口，SPDC产生的一对光子分别用于预报和探测。当k远大于n时，相对于固定版本的玻色取样会产生指数级别的加速；而高斯玻色取样由Hamilton等人提出，它使用所有处于压缩态的光子，且允许使用更高的抽运功率，使得其同样在事件发生率上具有指数优势。
玻色取样实验的完成，有赖于三个基本模块：单光子源、线性干涉仪和单光子探测器。阿伦森称，在许多年的时间里，玻色取样实验一直局限在只能探测到大约3到5个光子的程度上，这与量子霸权“相去甚远”。当他得知中科大的实验时说：“扩大规模是很困难的，向他们致敬。”
中科大装置的复杂性仍令人望而生畏。“九章”的运行从一束激光开始，这束激光被分成若干束去打击25个由磷酸氧钛钾制成的晶体。每一个晶体被击中后，它会可靠地向两个相反方向吐出光子。然后这些光子被送入100个输入端，在那里它们快速穿过一条由300个棱镜和75面反射镜组成的路径。最后，这些光子落在100条狭缝中，并在那里被探测到。实验运行的平均时间为200多秒，中科大团队在每次运行中平均探测到大约43个光子。但在有一次运行中，他们观测到76个光子——这足以证明他们声称实现量子霸权是有理由的。