中國科學家成功研制“祖沖之三號”量子計算原型機 全球領先
發布時間：2025-3-4 17:45
發布者：eechina
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最近，中國科學技術大學潘建偉、朱曉波、彭承志等成功構建105比特超導量子計算原型機“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，再次打破超導體系量子計算優越性世界紀錄。3月3日國際知名學術期刊《物理評論快報》發表了這一成果，審稿人認為其“構建了目前最高水準的超導量子計算機”。 中國科學技術大學研發的“祖沖之三號”超導量子計算原型機在多個關鍵領域展現了全球領先的技術優勢，具體體現在以下幾個方面： 1. 性能突破：計算速度與規模 量子比特數量：祖沖之三號集成105個可讀取數據比特和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），為目前超導體系規模最大的量子處理器之一。 計算速度優勢：在處理量子隨機線路采樣（RCS）任務時，其速度比當前最快的經典超級計算機快15個數量級（即千萬億倍），比谷歌2024年10月發布的超導量子處理器快6個數量級（即百萬倍），刷新了超導體系量子計算優越性紀錄。 2. 關鍵技術指標的國際領先 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，提升了系統的穩定性。 并行處理能力：通過優化的三維集成封裝技術和低溫控制方案，實現了多比特的高效并行操作。 3. 量子糾錯與可擴展性設計 表面碼糾錯兼容性：采用二維網格比特排布架構，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，為實現大規模量子計算奠定基礎。 規�；瘽摿Γ盒酒O計支持量子比特的橫向擴展，為未來集成數千甚至百萬量子比特提供了技術路徑。 4. 自主可控的全產業鏈支撐 核心技術國產化：包括極低溫制冷系統、量子測控設備等關鍵部件已實現100%自主研制，覆蓋芯片設計、制備、封裝、測試全流程。 多機構協同創新：聯合上海量子科學研究中心、濟南量子技術研究院等國內科研單位，構建了覆蓋超導量子計算全鏈條的研發體系。 5. 科學驗證與學術影響力 實驗可靠性：通過“拆分打分法”雙重驗證隨機線路采樣結果，確保量子優越性結論的嚴謹性。例如，在小規模實驗中，拆分與整體計算結果一致，堵住了邏輯漏洞。 國際認可：研究成果以封面論文形式發表于《物理評論快報》，美國物理學會同期在《物理》雜志發表專題評論，稱其“構建了目前最高水準的超導量子計算機”。 6. 多技術路線并進的戰略優勢 中國在光量子（如“九章”系列）和超導量子（如“祖沖之”系列）兩條技術路線上均實現量子優越性，成為全球唯一在兩種體系均達此里程碑的國家，展現了技術多樣性與戰略縱深。 總結 “祖沖之三號”的領先優勢不僅體現在硬件性能的突破，更在于其面向實用化的前瞻性設計（如糾錯兼容性）和全產業鏈自主可控能力。這些成就標志著中國在量子計算“三步走”戰略中邁出了關鍵一步，為未來實現通用量子計算奠定了重要基礎。 |
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