计算机科学家S.Aaronson和A.Arkhipov于2013年提出一种快速计算矩阵的常值方法，主要原理是对经过线性器件处理的玻色子的概率分布进行抽样分析，从而可以很快的求出一个n x n维矩阵常值的方法。自然界中的粒子分为玻色子和费米子，而光子属于玻色子，这样就可以运用光子实现玻色取样实验。
从计算复杂度的角度来看，随着光子数的增加求解步数呈指数上涨。对于这样一个经典计算异常困难的问题，在中小规模下就可以打败超级计算机。因此，“玻色取样”这个问题被量子计算领域的科学家盯上了，准备拿它小试牛刀，挑战经典计算机。
同样，为什么随机量子线路经典计算机很难模拟？举个例子来说，比如一个50比特的随机量子线路采样，最终输出的量子态的态空间的维度是250，如果使用经典计算机模拟，首先要存储如此高维度的量子态是极其困难的，其次，在如此高维的计算空间上，模拟每一层的量子计算操作，直至输出最终的计算结果，更是难上加难！
而利用超导量子比特实现随机线路取样和利用光子实现玻色取样，是目前国际学术界公认的演示量子计算优越性的两大途径。在第二种路线上，中科大团队一直保持国际领先。2019年，他们实现了20光子输入60×60模式干涉线路的玻色取样量子计算，输出状态空间维数高达三百七十万亿，其复杂度相当于48个量子比特，逼近了“量子计算优越性”。
此次，潘建伟团队通过自主研制同时具备高效率、高全同性、极高亮度和大规模扩展能力的量子光源，同时满足相位稳定、全连通随机矩阵、波包重合度优于99.5%、通过率优于98%的100模式干涉线路，相对光程10的负9次方以内的锁相精度，高效率100通道超导纳米线单光子探测器，成功构建了76个光子100个模式的高斯玻色取样量子计算原型机“九章”，意为纪念中国古代最早的数学专著《九章算术》。
“我们实验中要用到的一些关键器件，国外一直对我们进行禁运，但是我们靠自己、靠国内协作单位，做出了世界上最好的量子光源。毕竟，科学是为服务全人类的。”潘建伟告诉记者，完成这一实验，需要更多更好的光量子，正是拥有了世界最好的量子光源，这次实验输出量子态空间规模达到了10的30次方。