我國取得量子計算機領域新突破祖沖之三號超越谷歌成果

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2025-03-04 11:59:52 央廣網

中國科學技術大學潘建偉、朱曉波,、彭承志等與多個科研單位合作,，成功構建了105比特超導量子計算原型機“祖沖之三號”，實現了對“量子隨機線路采樣”任務的快速求解,。該原型機包含105個可讀取比特和182個耦合比特，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個數量級,，超過谷歌2024年10月發(fā)表的最新成果6個數量級,。相關論文于北京時間3月3日以封面論文的形式發(fā)表在國際學術期刊《物理評論快報》上。

我國取得量子計算機領域新突破

量子計算優(yōu)越性驗證了量子計算系統能夠超越傳統超級計算機的可行性,，是量子計算具備應用價值的前提條件,，也是當前一個國家量子計算研究實力的直接體現。2019年,，谷歌宣稱實現量子計算優(yōu)越性,，但2023年中國科大展示了更先進的經典算法，推翻了谷歌當時的宣稱,。此后,，中國科大在“九章”光量子計算原型機和“祖沖之二號”處理器上相繼實現了量子計算優(yōu)越性。2023年,，“九章三號”量子優(yōu)越性超越經典超算16個數量級,；2024年10月，谷歌67比特超導量子處理器“懸鈴木”量子優(yōu)越性超越經典超算9個數量級,。

研究團隊在66比特“祖沖之二號”的基礎上,，大幅提升了各項關鍵性能指標，實現了105個數據比特,、182個耦合比特的“祖沖之三號”,。該系統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%,。為測試其性能，團隊在“祖沖之三號”系統上完成了83比特32層的隨機線路采樣,，計算速度比最強超算快15個數量級,，也超過去年十月谷歌公開發(fā)表的最新成果6個數量級，為目前超導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,，是近期應用探索和實現可拓展量子糾錯的基礎?！白鏇_之三號”采用二維網格比特排布芯片架構,，直接兼容易于實現規(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,，為實現大規(guī)模量子比特的集成和操縱鋪平道路,。

《物理評論快報》審稿人認為這一工作“構建了目前最高水準的超導量子計算機”，“是對此前66比特處理器（祖沖之二號）的重大升級”,。美國物理學會同期在《物理》雜志上特別刊發(fā)觀點論文,，深入解讀并重點介紹了該研究的創(chuàng)新之處與重要意義。

(責任編輯：張小花 TT1000)

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