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“祖沖之三號(hào)”創(chuàng)超導(dǎo)體系“量子計(jì)算優(yōu)越性”新紀(jì)錄

2025年03月04日 20:39:09 科技日?qǐng)?bào)吳長(zhǎng)鋒

3日,記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校潘建偉、朱曉波、彭承志等研究人員與國(guó)內(nèi)相關(guān)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。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。

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)。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)越性后,再一次打破超導(dǎo)體系量子計(jì)算優(yōu)越性紀(jì)錄。

“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)。目前,中美是國(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72微秒,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。

“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)。”朱曉波介紹,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。“‘祖沖之三號(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。”朱曉波說。


責(zé)任編輯:張阿嬙

祖沖之量子計(jì)算比特

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