3月4日消息(颜翊)昨日,目前最高水准的超导量子计算机——祖冲之三号正式对外发布。
据中国科学技术大学消息,中国科大、上海量子科学研究中心、济南量子院等9家单位共同合作,成功构建了105比特(包含105个可读取比特和182个耦合比特)超导量子计算原型机“祖冲之三号”,实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解。
图:祖冲之三号芯片示意图。105个可读取比特和182个耦合比特集成在同一个芯片上执行量子随机线路采样任务
与现有最优经典算法相比,“祖冲之三号”处理量子随机线路取样问题的速度比目前最快的超级计算机快15个数量级,超过谷歌2024年10月公开发表的最新成果6个数量级。
这一成果是我国继超导量子计算原型机“祖冲之二号”实现超导量子计算体系最强量子计算优越性后,再一次打破超导体系量子计算优越性纪录。相关论文于北京时间3月3日以封面论文的形式发表在国际学术期刊《物理评论快报》上。
“量子计算优越性”验证了量子计算系统能够超越传统超级计算机的可行性,是量子计算具备应用价值的前提条件,也是当前一个国家量子计算研究实力的直接体现。在这一方面,中美是目前国际第一方阵,呈现交替领先的态势。
此次成果中,研究团队在66比特“祖冲之二号”的基础上,大幅提升了各项关键性能指标,实现了105个数据比特、182个耦合比特的“祖冲之三号”, 量子比特相干时间达到72us,并行单比特门保真度达到99.90%,并行两比特门保真度达到99.62%,并行读取保真度达到99.13%,综合性能达到国际领先水平。
为测试其性能,团队在“祖冲之三号” 系统上完成了83比特32层的随机线路取样,以目前最优经典算法为比较标准,计算速度比最强超算快15个数量级,也超过去年十月谷歌公开发表的最新成果6个数量级,为目前超导体系最强量子计算优越性。
量子优越性是量子计算强大性能的综合体现,是近期应用探索和实现可拓展量子纠错的基础。在“祖冲之三号”取得最强“量子计算优越性”后,团队正继续开展量子纠错、量子纠缠、量子模拟、量子化学等多方面探索。“祖冲之三号”采用二维网格比特排布芯片架构,直接兼容易于实现规模化拓展的表面码量子纠错算法,目前团队正基于“祖冲之三号”开展码距为7的表面码纠错研究,已取得良好进展,并计划进一步将码距扩展到9和11,为实现大规模量子比特的集成和操纵铺平道路。
安徽省量子信息工程技术研究中心副主任、国盾量子计算业务负责人王哲辉表示,“祖冲之号”系列成果,不仅是产学研合作实现世界量子计算发展里程碑的典范,更映射出中国超导量子科技产业链发展的缩影。
值得注意的是,论文中有20位署名作者来自国盾量子。国盾量子作为唯一企业参与单位,为实验提供了室温电子学等设备软硬件开发、量子计算机整机搭建及运维等支持。
从祖冲之一号、二号到此次的三号,国盾量子始终与研发团队保持紧密合作,以丰富的工程化产业化经验,为中国量子信息领域重大创新突破贡献力量。通过参与上述前沿研究,国盾量子也用十年时间,搭建起覆盖核心组件、整机系统、云服务的国产化产业链链条,为世界提供超导量子计算整体解决方案的“中国选项”。
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