“祖冲之三号”量子计算原型机成功研制_

记者3月3日从中国科学技术大学获悉，祖冲之号该校潘建伟、量计朱晓波、算原彭承志等学者与相关科研院所合作，型机成功构建了105比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”。成功与现有最优经典算法相比，研制其处理量子随机线路采样问题速度比目前最快超级计算机快千万亿倍，祖冲之号继“祖冲之二号”达到超导量子计算体系最强量子计算优越性里程碑后，量计再次打破该项纪录。算原相关论文于北京时间3月3日以封面论文的型机形式发表在国际学术期刊《物理评论快报》上。

“量子计算优越性”验证了量子计算系统能够超越传统超级计算机的成功可行性，是研制量子计算具备应用价值的前提条件，也是祖冲之号当前一个国家量子计算研究实力的直接体现。目前，量计中国和美国相关实力稳居国际第一方阵。算原2019年，美国谷歌公司率先宣称实现量子计算优越性，但该成果很快被中国团队用更先进的经典算法推翻。此后，两国在量子计算领域呈现交替领先态势。

2021年，潘建伟团队成功构建66比特的超导量子计算原型机“祖冲之二号”。在此基础上，中国科大团队大幅提升了各项关键性能指标，实现了105个数据比特、182个耦合比特的“祖冲之三号”，综合性能达到国际领先水平。

为测试其性能，团队在“祖冲之三号”系统上完成了83比特32层的随机线路采样，以目前最优经典算法为比较标准，计算速度比最强超算快千万亿倍，也比谷歌公开发表的最新成果快百万倍，为目前超导体系最强量子计算优越性。

此外，“祖冲之三号”采用了二维网格比特排布芯片架构，为今后实现大规模量子比特的集成和操纵铺平道路。

“祖冲之号”量子计算总设计师朱晓波表示，量子优越性是量子计算强大性能的综合体现，是近期应用探索和实现可拓展量子纠错的基础。在“祖冲之三号”取得最强“量子计算优越性”后，团队正继续开展量子纠错、量子纠缠、量子模拟、量子化学等多方面探索。

《物理评论快报》审稿人高度评价这一工作，认为其“构建了目前最高水准的超导量子计算机”。鉴于该项研究工作的重要性，美国物理学会同期在《物理》杂志上特别刊发观点论文，深入解读并重点介绍了该研究的创新之处与重要意义。（记者 陈婉婉）