記者3月3日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、朱曉波、彭承志等學(xué)者與相關(guān)科研院所合作，成功構(gòu)建了105比特超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之三號(hào)”。與現(xiàn)有最優(yōu)經(jīng)典算法相比，其處理量子隨機(jī)線路采樣問題速度比目前最快超級(jí)計(jì)算機(jī)快千萬億倍，繼“祖沖之二號(hào)”達(dá)到超導(dǎo)量子計(jì)算體系最強(qiáng)量子計(jì)算優(yōu)越性里程碑后，再次打破該項(xiàng)紀(jì)錄。相關(guān)論文于北京時(shí)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(píng)論快報(bào)》上。
“量子計(jì)算優(yōu)越性”驗(yàn)證了量子計(jì)算系統(tǒng)能夠超越傳統(tǒng)超級(jí)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，也是當(dāng)前一個(gè)國家量子計(jì)算研究實(shí)力的直接體現(xiàn)。目前，中國和美國相關(guān)實(shí)力穩(wěn)居國際第一方陣。2019年，美國谷歌公司率先宣稱實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性，但該成果很快被中國團(tuán)隊(duì)用更先進(jìn)的經(jīng)典算法推翻。此后，兩國在量子計(jì)算領(lǐng)域呈現(xiàn)交替領(lǐng)先態(tài)勢。
2021年，潘建偉團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建66比特的超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之二號(hào)”。在此基礎(chǔ)上，中國科大團(tuán)隊(duì)大幅提升了各項(xiàng)關(guān)鍵性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了105個(gè)數(shù)據(jù)比特、182個(gè)耦合比特的“祖沖之三號(hào)”，綜合性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
為測試其性能，團(tuán)隊(duì)在“祖沖之三號(hào)”系統(tǒng)上完成了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)算速度比最強(qiáng)超算快千萬億倍，也比谷歌公開發(fā)表的最新成果快百萬倍，為目前超導(dǎo)體系最強(qiáng)量子計(jì)算優(yōu)越性。
此外，“祖沖之三號(hào)”采用了二維網(wǎng)格比特排布芯片架構(gòu)，為今后實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子比特的集成和操縱鋪平道路。
“祖沖之號(hào)”量子計(jì)算總設(shè)計(jì)師朱曉波表示，量子優(yōu)越性是量子計(jì)算強(qiáng)大性能的綜合體現(xiàn)，是近期應(yīng)用探索和實(shí)現(xiàn)可拓展量子糾錯(cuò)的基礎(chǔ)。在“祖沖之三號(hào)”取得最強(qiáng)“量子計(jì)算優(yōu)越性”后，團(tuán)隊(duì)正繼續(xù)開展量子糾錯(cuò)、量子糾纏、量子模擬、量子化學(xué)等多方面探索。
《物理評(píng)論快報(bào)》審稿人高度評(píng)價(jià)這一工作，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)”。鑒于該項(xiàng)研究工作的重要性，美國物理學(xué)會(huì)同期在《物理》雜志上特別刊發(fā)觀點(diǎn)論文，深入解讀并重點(diǎn)介紹了該研究的創(chuàng)新之處與重要意義。
責(zé)任編輯：陸迪
