中國成功研制“祖沖之三號”量子計算原型機(jī)

新華社合肥3月3日電（記者徐海濤、何曦悅）記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，近期該校潘建偉、朱曉波、彭承志等成功構(gòu)建105比特超導(dǎo)量子計算原型機(jī)“祖沖之三號”，處理量子隨機(jī)線路采樣問題的速度比目前國際最快的超級計算機(jī)快千萬億倍，再次打破超導(dǎo)體系量子計算優(yōu)越性世界紀(jì)錄。3日國際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》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)量子計算機(jī)”。

3月3日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、“祖沖之號”量子計算總師朱曉波（左一）與學(xué)生討論實驗結(jié)果。新華社發(fā)（代蕊攝）

量子計算被認(rèn)為可能是下一代信息革命的關(guān)鍵技術(shù)，量子計算優(yōu)越性像個門檻，驗證了量子計算機(jī)超越傳統(tǒng)計算機(jī)的可行性，是量子計算具備應(yīng)用價值的前提條件，也是一個國家量子計算研究實力的體現(xiàn)。

2021年，潘建偉團(tuán)隊成功構(gòu)建66比特的超導(dǎo)量子計算原型機(jī)“祖沖之二號”，求解量子隨機(jī)線路采樣問題比當(dāng)時全球最快的超級計算機(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”包含105個可讀取比特和182個耦合比特，多項關(guān)鍵性能指標(biāo)大幅提升。

3月3日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、“祖沖之號”量子計算總師朱曉波（右）與學(xué)生討論制冷機(jī)狀態(tài)。新華社發(fā)（代蕊攝）

經(jīng)測試，“祖沖之三號”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)，計算速度比當(dāng)前最快的超級計算機(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，為目前國際超導(dǎo)體系中最強(qiáng)的量子計算優(yōu)越性。

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

這是“祖沖之三號”芯片示意圖。新華社發(fā)（中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)供圖）

據(jù)悉，“祖沖之三號”科研團(tuán)隊正在量子糾錯、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的表面碼糾錯研究，取得進(jìn)展后再擴(kuò)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。”朱曉波說。