超導(dǎo)量子計算新突破：展現(xiàn)最強量子優(yōu)越性

  中國報告大廳發(fā)布的《中國超導(dǎo)行業(yè)深度分析及“十五五”發(fā)展規(guī)劃指導(dǎo)報告》指出，近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究團隊在超導(dǎo)量子計算領(lǐng)域取得重要進展，成功構(gòu)建了105比特的超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之三號”。這一成果標(biāo)志著我國在量子計算研究領(lǐng)域的持續(xù)領(lǐng)先，并為未來實現(xiàn)大規(guī)模量子計算奠定了堅實基礎(chǔ)。

  一、突破性進展：105比特超導(dǎo)量子計算原型機問世

  研究團隊基于前期工作，在66比特的“祖沖之二號”基礎(chǔ)上，成功構(gòu)建了包含105個可讀取比特和182個耦合比特的“祖沖之三號”。該原型機實現(xiàn)了對“量子隨機線路采樣”任務(wù)的快速求解，并在多項關(guān)鍵性能指標(biāo)上取得顯著提升。

  具體而言，“祖沖之三號”的量子比特相干時間達到72微秒，單比特門保真度為99.90%，兩比特門保真度為99.62%，并行讀取保真度為99.13%。這些指標(biāo)的綜合性能已達到國際領(lǐng)先水平，展現(xiàn)了超導(dǎo)量子計算體系的強大潛力。

  二、超越經(jīng)典算法：實現(xiàn)最快求解速度

  與現(xiàn)有最優(yōu)經(jīng)典算法相比，“祖沖之三號”在處理“量子隨機線路采樣”問題時的速度比目前最快的超級計算機快15個數(shù)量級。這一成果不僅超越了谷歌2024年10月發(fā)表的最新研究成果6個數(shù)量級，更進一步鞏固了我國在全球超導(dǎo)量子計算領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

  三、量子優(yōu)越性：驗證量子計算的實際價值

  “量子計算優(yōu)越性”是衡量量子計算系統(tǒng)能力的關(guān)鍵指標(biāo)，它驗證了量子計算系統(tǒng)在特定任務(wù)中能夠超越傳統(tǒng)超級計算機的可行性。這一成果不僅是量子計算具備實際應(yīng)用價值的前提條件，也是我國量子計算研究實力的重要體現(xiàn)。

  當(dāng)前，國際上以中美為代表的研究團隊在量子計算領(lǐng)域呈現(xiàn)出交替領(lǐng)先的態(tài)勢。此次“祖沖之三號”的成功研制，再次展現(xiàn)了我國在超導(dǎo)量子計算領(lǐng)域的強勁實力和創(chuàng)新能力。

  四、未來展望：向大規(guī)模量子糾錯邁進

  研究團隊表示，“祖沖之三號”采用了二維網(wǎng)格比特排布芯片架構(gòu)，這一設(shè)計便于實現(xiàn)規(guī)模化拓展的表面碼量子糾錯算法。目前，團隊已基于“祖沖之三號”開展碼距為7的表面碼糾錯研究，并取得了良好進展。未來，團隊計劃進一步將碼距擴展到9和11，以實現(xiàn)更大規(guī)模的量子比特集成和操控能力。

  總結(jié)

  此次“祖沖之三號”的成功研制，不僅在超導(dǎo)量子計算領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了新的突破，更為量子糾錯、量子模擬等后續(xù)研究奠定了堅實基礎(chǔ)。這一成果再次證明了我國在量子計算領(lǐng)域的強大實力，并為全球量子計算技術(shù)的發(fā)展注入了新動力。

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