求解特定問題比超算快千萬億倍！中國科學家成功研製“祖沖之三號”量子計算原型機

記者從中國科學技術大學獲悉，近期該校潘建偉、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”，處理量子隨機線路採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”。

量子計算被認為可能是下一代信息革命的關鍵技術，量子計算優越性像個門檻，驗證了量子計算機超越傳統計算機的可行性，是量子計算具備應用價值的前提條件，也是一個國家量子計算研究實力的體現。

2021年，潘建偉團隊成功構建66比特的超導量子計算原型機“祖沖之二號”，求解量子隨機線路採樣問題比當時全球最快的超級計算機快1000萬倍以上。經過三年多聚力攻關，他們新研製的“祖沖之三號”包含105個可讀取比特和182個耦合比特，多項關鍵性能指標大幅提升。

經測試，“祖沖之三號”完成83比特32層的隨機線路採樣，以目前最優經典算法為比較標準，計算速度比當前最快的超級計算機快千萬億倍，也比2024年10月谷歌公開發表的最新成果快百萬倍，為目前國際超導體系中最強的量子計算優越性。

國際學界主流觀點認為，量子計算發展需經歷“三步走”：第一步是實現量子計算優越性；第二步是研製可操縱數百個量子比特的量子模擬機，解決一些超級計算機無法勝任、具有重大實用價值的問題；第三步是大幅提高量子比特的操縱精度、集成數量和容錯能力，研製可編程的通用量子計算機。

據悉，“祖沖之三號”科研團隊正在量子糾錯、量子糾纏、量子模擬、量子化學等多方面加快探索。

“我們正在開展碼距為7的表面碼糾錯研究，取得進展後再擴展到9和11，為實現大規模量子比特的集成和操縱鋪平道路。”朱曉波説。（記者徐海濤、何曦悦）