近期中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、朱曉波、彭承志等成功構(gòu)建105比特超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“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國(guó)際最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快千萬億倍，再次打破超導(dǎo)體系量子計(jì)算優(yōu)越性世界紀(jì)錄。3日國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》發(fā)表了這一成果，審稿人認(rèn)為其“構(gòu)建了目前最高水準(zhǔn)的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)”。

“祖沖之三號(hào)”芯片示意圖。（科研團(tuán)隊(duì)供圖）

量子計(jì)算被認(rèn)為可能是下一代信息革命的關(guān)鍵技術(shù)，量子計(jì)算優(yōu)越性像個(gè)門檻，驗(yàn)證了量子計(jì)算機(jī)超越傳統(tǒng)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，也是一個(gè)國(guó)家量子計(jì)算研究實(shí)力的體現(xiàn)。

2021年，潘建偉團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建66比特的超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之二號(hào)”，求解量子隨機(jī)線路采樣問題比當(dāng)時(shí)全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快1000萬倍以上。經(jīng)過三年多聚力攻關(guān)，他們新研制的“祖沖之三號(hào)”包含105個(gè)可讀取比特和182個(gè)耦合比特，多項(xiàng)關(guān)鍵性能指標(biāo)大幅提升。

經(jīng)測(cè)試，“祖沖之三號(hào)”完成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)算速度比當(dāng)前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快千萬億倍，也比2024年10月谷歌公開發(fā)表的最新成果快百萬倍，為目前國(guó)際超導(dǎo)體系中最強(qiáng)的量子計(jì)算優(yōu)越性。

國(guó)際學(xué)界主流觀點(diǎn)認(rèn)為，量子計(jì)算發(fā)展需經(jīng)歷“三步走”：第一步是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性；第二步是研制可操縱數(shù)百個(gè)量子比特的量子模擬機(jī)，解決一些超級(jí)計(jì)算機(jī)無法勝任、具有重大實(shí)用價(jià)值的問題；第三步是大幅提高量子比特的操縱精度、集成數(shù)量和容錯(cuò)能力，研制可編程的通用量子計(jì)算機(jī)。

據(jù)悉，“祖沖之三號(hào)”科研團(tuán)隊(duì)正在量子糾錯(cuò)、量子糾纏、量子模擬、量子化學(xué)等多方面加快探索。

“我們正在開展碼距為7的表面碼糾錯(cuò)研究，取得進(jìn)展后再擴(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。