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中国科学技术大学等团队近期发布的“祖冲之三号”超导量子计算机,凭借其105个量子比特和高保真度操作,在量子计算领域树立了新的优越性基准。这一里程碑式的成就标志着中国在量子计算技术上的重大突破,其性能远超谷歌的“悬铃木”处理器。
潘建伟院士简介
潘建伟,现任中国科学技术大学常务副校长,同时担任中国科学院院士。他的研究领域涵盖了量子光学、量子信息及量子力学基础问题的检验等多个方面,是国际上量子信息实验研究领域的杰出领导者与开拓者。凭借其系统性的创新工作与卓越成就,潘建伟院士赢得了国际学术界的高度赞誉与认可。
朱晓波教授简介
朱晓波,中国科学技术大学的杰出教授,同时担任“祖冲之号”量子计算项目的总设计师。他深耕于可扩展超导量子计算的研究领域,曾成功打破超导量子比特最大纠缠数目的世界纪录。此外,朱晓波教授还亲自研制出了“祖冲之一号”、“祖冲之二号”等一系列具有里程碑意义的量子计算原型机,为推动中国乃至全球的量子计算技术发展做出了巨大贡献。
“祖冲之三号”不仅在量子比特数量上实现了显著提升,更在操作保真度方面达到了令人瞩目的水平。其单量子比特门、双量子比特门和读出保真度分别高达99.90%、99.62%和99.18%,这些数据在量子计算领域极为罕见。研究团队在“祖冲之三号”上进行了基准测试,结果显示,完成相同任务的效率远超当今最强的超级计算机Frontier,后者需要约6.4×10⁹年才能完成。
此外,“祖冲之三号”处理器在性能上远超谷歌的72比特“悬铃木”处理器,差距达到了6个数量级。这一成就不仅展示了中国在量子计算领域的强大研发实力,也为未来利用量子计算机解决现实世界的复杂问题奠定了坚实基础。
“祖冲之三号”由两个使用倒装芯片技术集成的蓝宝石芯片构成,集成了105个量子比特和182个耦合器。量子比特数的大幅提升使得其计算能力得到显著增强。同时,该处理器还大幅提高了相干时间,弛豫时间和退相位时间分别延长到72微秒和58微秒,读取性能也得到了优化,83个量子比特的平均读取错误率被抑制到0.82%。
随着量子计算优越性里程碑的达成,业界的研究重心开始转向量子纠错技术。量子纠错是实现大规模量子计算的关键,而“表面码”是实现量子纠错大规模扩展的最成熟方案之一。中国科学技术大学的潘建伟团队在这一领域取得了显著成果。他们已在“祖冲之二号”超导量子处理器上实现了由17个量子比特组成的码距为3的表面码逻辑比特,证明了使用表面码进行重复量子纠错的可行性。
目前,潘建伟团队正围绕“祖冲之三号”开展深入研究,计划在数月内实现码距为7的表面码逻辑比特,并进一步将码距扩展到9和11。这一系列的努力不仅有望推动量子计算技术的进一步发展,也将为全球量子计算领域的竞争注入新的活力。
与“祖冲之二号”相比,“祖冲之三号”在量子比特数量、操作保真度以及相干时间等方面均实现了显著提升。这些技术指标的提升,使得“祖冲之三号”在计算能力和应用前景上均超越了“祖冲之二号”,标志着中国在量子计算领域的又一重大突破。
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