“祖沖之三號(hào)”問(wèn)世！中國(guó)再創(chuàng)全球量子計(jì)算優(yōu)越性里程碑

     中國(guó)科學(xué)家已成功構(gòu)建目前最高水準(zhǔn)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)——105比特超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之三號(hào)”，再次打破超導(dǎo)體系量子計(jì)算優(yōu)越性世界紀(jì)錄。

  記者從中國(guó)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“祖沖之三號(hào)”，處理“量子隨機(jī)線路采樣”問(wèn)題的速度比目前國(guó)際最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快千萬(wàn)億倍。

  3月3日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、“祖沖之號(hào)”量子計(jì)算總師朱曉波（左一）與學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果。新華社發(fā)（代蕊攝）

  3月3日國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》發(fā)表了該成果，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)”。

  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(mén)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)。

  “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。

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

  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(wàn)億倍，也比2024年10月谷歌公開(kāi)發(fā)表的最新成果快百萬(wàn)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。

  2019年和2020年，美國(guó)和中國(guó)相繼推出量子計(jì)算原型機(jī)“懸鈴木”和“九章”，實(shí)現(xiàn)了“量子優(yōu)越性”，其中“九章”使用的是光量子技術(shù)路線。

  2021年，66比特的超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之二號(hào)”研制成功，中國(guó)率先成為在超導(dǎo)和光量子兩條技術(shù)路線上都實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國(guó)家。

  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(wú)法勝任、具有重大實(shí)用價(jià)值的問(wèn)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。