IT之家 3 月 3 日消息，據(jù)中國科學(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實驗室、中國計量科學(xué)研究院、濟南量子技術(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 個可讀取比特和 182 個耦合比特）超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之三號”，實現(xiàn)了對“量子隨機線路采樣”任務(wù)的快速求解。
▲ 祖沖之三號芯片示意圖。105 個可讀取比特和 182 個耦合比特集成在同一個芯片上執(zhí)行量子隨機線路采樣任務(wù)▲ 祖沖之三號芯片示意圖。105 個可讀取比特和 182 個耦合比特集成在同一個芯片上執(zhí)行量子隨機線路采樣任務(wù)
與現(xiàn)有最優(yōu)經(jīng)典算法相比，“祖沖之三號”處理量子隨機線路采樣問題的速度比目前最快的超級計算機快 15 個數(shù)量級，超過谷歌 2024 年 10 月公開發(fā)表的最新成果 6 個數(shù)量級 [Nature 634, 328 (2024)]。這一成果是我國繼超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之二號”實現(xiàn)超導(dǎo)量子計算體系最強量子計算優(yōu)越性 [PRL 127, 180501 (2021), Science Bulletin 67, 240 (2022)] 后，再一次打破超導(dǎo)體系量子計算優(yōu)越性紀錄。相關(guān)論文于北京時間 3 月 3 日以封面論文的形式發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》上。
IT之家從官方介紹獲悉，“量子計算優(yōu)越性”驗證了量子計算系統(tǒng)能夠超越傳統(tǒng)超級計算機的可行性，是量子計算具備應(yīng)用價值的前提條件，也是當(dāng)前一個國家量子計算研究實力的直接體現(xiàn)。在這一方面，中美是目前國際第一方陣，呈現(xiàn)交替領(lǐng)先的態(tài)勢。
研究團隊在 66 比特“祖沖之二號”的基礎(chǔ)上，大幅提升了各項關(guān)鍵性能指標，實現(xiàn)了 105 個數(shù)據(jù)比特、182 個耦合比特的“祖沖之三號”，量子比特相干時間達到 72μs，并行單比特門保真度達到 99.90%，并行兩比特門保真度達到 99.62%，并行讀取保真度達到 99.13%，綜合性能達到國際領(lǐng)先水平。為測試其性能，團隊在“祖沖之三號”系統(tǒng)上完成了 83 比特 32 層的隨機線路采樣，以目前最優(yōu)經(jīng)典算法為比較標準，計算速度比最強超算快 15 個數(shù)量級，也超過去年十月谷歌公開發(fā)表的最新成果 6 個數(shù)量級，為目前超導(dǎo)體系最強量子計算優(yōu)越性。
量子優(yōu)越性是量子計算強大性能的綜合體現(xiàn)，是近期應(yīng)用探索和實現(xiàn)可拓展量子糾錯的基礎(chǔ)。在“祖沖之三號”取得最強“量子計算優(yōu)越性”后，團隊正繼續(xù)開展量子糾錯、量子糾纏、量子模擬、量子化學(xué)等多方面探索。“祖沖之三號”采用二維網(wǎng)格比特排布芯片架構(gòu)，直接兼容易于實現(xiàn)規(guī)模化拓展的表面碼量子糾錯算法，目前團隊正基于“祖沖之三號”開展碼距為 7 的表面碼糾錯研究，已取得良好進展，并計劃進一步將碼距擴展到 9 和 11，為實現(xiàn)大規(guī)模量子比特的集成和操縱鋪平道路。
關(guān)鍵詞 : 量子計算祖沖之比特量子中國科學(xué)家
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