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最近，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)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“祖沖之三號”，處理量子隨機線路采樣問題的速度比目前國際最快的超級計算機快千萬億倍，再次打破超導(dǎo)體系量子計算優(yōu)越性世界紀錄。3月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，審稿人認為其“構(gòu)建了目前最高水準的超導(dǎo)量子計算機”。 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研發(fā)的“祖沖之三號”超導(dǎo)量子計算原型機在多個關(guān)鍵領(lǐng)域展現(xiàn)了全球領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢，具體體現(xiàn)在以下幾個方面： 1. 性能突破：計算速度與規(guī)模 量子比特數(shù)量：祖沖之三號集成105個可讀取數(shù)據(jù)比特和182個耦合比特，遠超前代“祖沖之二號”（66比特）和谷歌“懸鈴木”（67比特），為目前超導(dǎo)體系規(guī)模最大的量子處理器之一。 計算速度優(yōu)勢：在處理量子隨機線路采樣（RCS）任務(wù)時，其速度比當前最快的經(jīng)典超級計算機快15個數(shù)量級（即千萬億倍），比谷歌2024年10月發(fā)布的超導(dǎo)量子處理器快6個數(shù)量級（即百萬倍），刷新了超導(dǎo)體系量子計算優(yōu)越性紀錄。 2. 關(guān)鍵技術(shù)指標的國際領(lǐng)先 高保真度操控：單比特門保真度達99.90%，兩比特門保真度達99.62%，讀取保真度達99.13%，綜合操控精度位居世界前列。 量子相干時間：量子比特相干時間提升至72微秒，顯著降低了計算過程中的退相干干擾，提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 并行處理能力：通過優(yōu)化的三維集成封裝技術(shù)和低溫控制方案，實現(xiàn)了多比特的高效并行操作。 3. 量子糾錯與可擴展性設(shè)計 表面碼糾錯兼容性：采用二維網(wǎng)格比特排布架構(gòu)，直接兼容表面碼量子糾錯算法（一種主流的容錯量子計算方案），已開展碼距為7的糾錯實驗，并計劃擴展至碼距9和11，為實現(xiàn)大規(guī)模量子計算奠定基礎(chǔ)。 規(guī)�；瘽摿Γ盒酒O(shè)計支持量子比特的橫向擴展，為未來集成數(shù)千甚至百萬量子比特提供了技術(shù)路徑。 4. 自主可控的全產(chǎn)業(yè)鏈支撐 核心技術(shù)國產(chǎn)化：包括極低溫制冷系統(tǒng)、量子測控設(shè)備等關(guān)鍵部件已實現(xiàn)100%自主研制，覆蓋芯片設(shè)計、制備、封裝、測試全流程。 多機構(gòu)協(xié)同創(chuàng)新：聯(lián)合上海量子科學(xué)研究中心、濟南量子技術(shù)研究院等國內(nèi)科研單位，構(gòu)建了覆蓋超導(dǎo)量子計算全鏈條的研發(fā)體系。 5. 科學(xué)驗證與學(xué)術(shù)影響力 實驗可靠性：通過“拆分打分法”雙重驗證隨機線路采樣結(jié)果，確保量子優(yōu)越性結(jié)論的嚴謹性。例如，在小規(guī)模實驗中，拆分與整體計算結(jié)果一致，堵住了邏輯漏洞。 國際認可：研究成果以封面論文形式發(fā)表于《物理評論快報》，美國物理學(xué)會同期在《物理》雜志發(fā)表專題評論，稱其“構(gòu)建了目前最高水準的超導(dǎo)量子計算機”。 6. 多技術(shù)路線并進的戰(zhàn)略優(yōu)勢 中國在光量子（如“九章”系列）和超導(dǎo)量子（如“祖沖之”系列）兩條技術(shù)路線上均實現(xiàn)量子優(yōu)越性，成為全球唯一在兩種體系均達此里程碑的國家，展現(xiàn)了技術(shù)多樣性與戰(zhàn)略縱深。 總結(jié) “祖沖之三號”的領(lǐng)先優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在硬件性能的突破，更在于其面向?qū)嵱没那罢靶栽O(shè)計（如糾錯兼容性）和全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控能力。這些成就標志著中國在量子計算“三步走”戰(zhàn)略中邁出了關(guān)鍵一步，為未來實現(xiàn)通用量子計算奠定了重要基礎(chǔ)。 |
