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中國超導量子電腦「祖沖之號」面世 62個比特領先全球

潘建偉是中國的「量子之父」。(取材自中新網)
潘建偉是中國的「量子之父」。(取材自中新網)

中國科大中科院量子創新研究院的研究團隊,日前成功研製出62比特可編程超導量子計算原型機「祖沖之號」,並在此基礎上實現了可編程的二維量子行走,這也是截至目前國際上超導量子比特數目最多的超導量子計算原型機。

文匯報報導,中國研製的「祖沖之號」可操縱的超導量子比特多達62個,而谷歌的「懸鈴木」具備53個量子比特。這意味「祖沖之號」是世界最大量子比特數的超導量子體系。原理上,量子計算機具備超快的並行計算能力,因此有望通過特定算法,提供高於傳統計算機指數級別的加速能力,並有望用於大數據優化、天氣預報、材料設計、密碼破譯、藥物分析等領域。

據報導,量子計算機研製作為世界科技前沿的重大挑戰之一,已經成為歐美各發達國家競相角逐的焦點。上述相關研究成果於5月7日在線發表在國際學術期刊「科學」雜誌上,審稿人稱「在大尺度晶格上首次實現了量子行走的實驗觀測,這是一項清晰而令人讚歎的實驗」。

超導量子計算,作為最有希望實現可拓展量子計算的候選者之一,其核心目標是如何同步地增加所集成的量子比特數目以及提升超導量子比特性能,從而能夠高精度相干操控更多的量子比特,實現對特定問題處理速度上的指數加速,並最終應用於實際問題中。

報導指出,在「祖沖之號」問世之前,研究團隊潘建偉、朱曉波、彭承志等進行大量前期研究。據介紹,2019年初,科研團隊在一維鏈結構12比特超導量子芯片上實現12個量子比特糾纏「簇態」的製備,保真度達到70%,打破之前創造的10個超導量子比特糾纏的紀錄。

隨後,團隊將芯片結構從一維擴展到準二維,製備出包含24個比特的高性能超導量子處理器,並首次在固態量子計算系統中,實現了超過20比特的高精度量子相干調控。

近期,該團隊在自主研製二維結構超導量子比特芯片的基礎上,成功構建了國際上超導量子比特數目最多、包含62個比特的可編程超導量子計算原型機「祖沖之號」,並在該系統上成功進行了二維可編程量子行走的演示。

為何叫「祖沖之號」?

之所以命名為「祖沖之號」,是為了紀念中國傑出的數學家祖沖之。祖沖之首次將圓周率精算到小數第七位,他提出的「祖率」對數學研究有重大貢獻。(資料來源:大公報)

二維超導量子比特芯片示意圖,每個橘色十字代表一個量子比特。(取材自央視新聞客戶端...
二維超導量子比特芯片示意圖,每個橘色十字代表一個量子比特。(取材自央視新聞客戶端)

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