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本站 3 月 3 日消息，據(jù)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)官方消息，潘建偉、朱曉波、彭承志等，與上海量子科學(xué)研究中心、河南省量子信息與量子密碼重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院、濟(jì)南量子技術(shù)研究院、西安電子科技大學(xué)微電子學(xué)院以及中國(guó)科學(xué)院理論物理研究所等單位合作，成功構(gòu)建了 105 比特（包含 105 個(gè)可讀取比特和 182 個(gè)耦合比特）超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之三號(hào)”，實(shí)現(xiàn)了對(duì)“量子隨機(jī)線路采樣”任務(wù)的快速求解。

與現(xiàn)有最優(yōu)經(jīng)典算法相比，“祖沖之三號(hào)”處理量子隨機(jī)線路采樣問題的速度比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快 15 個(gè)數(shù)量級(jí)，超過谷歌 2024 年 10 月公開發(fā)表的最新成果 6 個(gè)數(shù)量級(jí) [Nature 634, 328 (2024)]。這一成果是我國(guó)繼超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之二號(hào)”實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)量子計(jì)算體系最強(qiáng)量子計(jì)算優(yōu)越性 [PRL 127, 180501 (2021), Science Bulletin 67, 240 (2022)] 后，再一次打破超導(dǎo)體系量子計(jì)算優(yōu)越性紀(jì)錄。相關(guān)論文于北京時(shí)間 3 月 3 日以封面論文的形式發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。

本站從官方介紹獲悉，“量子計(jì)算優(yōu)越性”驗(yàn)證了量子計(jì)算系統(tǒng)能夠超越傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)的可行性，是量子計(jì)算具備應(yīng)用價(jià)值的前提條件，也是當(dāng)前一個(gè)國(guó)家量子計(jì)算研究實(shí)力的直接體現(xiàn)。在這一方面，中美是目前國(guó)際第一方陣，呈現(xiàn)交替領(lǐng)先的態(tài)勢(shì)。

研究團(tuán)隊(duì)在 66 比特“祖沖之二號(hào)”的基礎(chǔ)上，大幅提升了各項(xiàng)關(guān)鍵性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了 105 個(gè)數(shù)據(jù)比特、182 個(gè)耦合比特的“祖沖之三號(hào)”，量子比特相干時(shí)間達(dá)到 72μs，并行單比特門保真度達(dá)到 99.90%，并行兩比特門保真度達(dá)到 99.62%，并行讀取保真度達(dá)到 99.13%，綜合性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。為測(cè)試其性能，團(tuán)隊(duì)在“祖沖之三號(hào)”系統(tǒng)上完成了 83 比特 32 層的隨機(jī)線路采樣，以目前最優(yōu)經(jīng)典算法為比較標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算速度比最強(qiáng)超算快 15 個(gè)數(shù)量級(jí)，也超過去年十月谷歌公開發(fā)表的最新成果 6 個(gè)數(shù)量級(jí)，為目前超導(dǎo)體系最強(qiáng)量子計(jì)算優(yōu)越性。

量子優(yōu)越性是量子計(jì)算強(qiáng)大性能的綜合體現(xiàn)，是近期應(yīng)用探索和實(shí)現(xiàn)可拓展量子糾錯(cuò)的基礎(chǔ)。在“祖沖之三號(hào)”取得最強(qiáng)“量子計(jì)算優(yōu)越性”后，團(tuán)隊(duì)正繼續(xù)開展量子糾錯(cuò)、量子糾纏、量子模擬、量子化學(xué)等多方面探索?！白鏇_之三號(hào)”采用二維網(wǎng)格比特排布芯片架構(gòu)，直接兼容易于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化拓展的表面碼量子糾錯(cuò)算法，目前團(tuán)隊(duì)正基于“祖沖之三號(hào)”開展碼距為 7 的表面碼糾錯(cuò)研究，已取得良好進(jìn)展，并計(jì)劃進(jìn)一步將碼距擴(kuò)展到 9 和 11，為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子比特的集成和操縱鋪平道路。