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中国“祖冲之三号”量子计算机,领跑全球超导量子计算新纪元!

2024-12-18来源:天脉网编辑:瑞雪

中国科学家在量子计算领域取得重大突破,一款名为“祖冲之三号”的超导量子计算机近日正式公布其研究成果。这款由中国科学技术大学研发的量子计算机,搭载了105个量子比特,其性能表现超越了此前由谷歌发布的72比特“悬铃木”处理器六个数量级,标志着当前超导量子计算技术的巅峰。

量子计算的优越性,即量子计算机在特定计算任务上展现出的超越经典计算机的能力,是衡量一个国家量子计算研究水平的重要指标。早在2019年,谷歌曾宣称其53比特“悬铃木”处理器实现了量子优越性。然而,这一结论在2023年受到了中国科学家的挑战,中国研究团队利用先进的经典算法,成功在更短时间内完成了同样的计算任务,从而质疑了谷歌的结论。

中国科学家在量子计算领域的探索并未止步。2020年,中国科学技术大学成功构建了“九章”光量子计算原型机,首次通过光子路线严格证明了量子计算的优越性。随后,在2021年,“祖冲之二号”处理器又在超导体系上实现了量子优越性的严格证明。至此,中国成为唯一在两种不同物理体系上达到量子计算优越性里程碑的国家。

在取得量子计算优越性后,科学家们的目标转向了量子纠错技术的突破。量子纠错是实现大规模量子比特集成和操纵的关键,而表面码是其中最为成熟的方案。近年来,中国科学家在“祖冲之二号”处理器上成功实现了码距为3的表面码量子纠错,验证了方案的可行性。与此同时,谷歌也在不断探索表面码的应用,其在最新研究中实现了码距为3、5和7的表面码逻辑比特,显著降低了逻辑比特的错误率。

基于“祖冲之三号”处理器,中国科学技术大学的超导量子团队正积极开展相关工作,计划在不久的将来实现码距为7的表面码逻辑比特,并进一步扩展到9和11。这款新型量子计算机在前代的基础上进行了全面的优化,不仅在比特数上有所增加,性能也得到了显著提升,与谷歌的“垂柳”处理器不相上下。

量子计算的快速发展已成为全球科技竞争的新焦点。近年来,全球主要科技国家纷纷加强在量子计算领域的规划布局,已有超过30个国家将量子计算作为量子信息领域的发展重点。中国科学家在这一领域的持续突破,不仅展示了中国在量子计算领域的强大实力,也为全球量子计算的发展注入了新的活力。