中国科大朱晓波(左)与学生讨论实验结果。
“祖冲之三号”芯片示意图。
本报讯 3月4日凌晨，记者从中国科学技术大学（简称“中国科大”）获悉，该校潘建伟、朱晓波、彭承志等与相关科研单位合作，成功构建了105比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”。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，审稿人认为其“构建了目前最高水准的超导量子计算机”。
据介绍，与现有最优经典算法相比，“祖冲之三号”处理量子随机线路采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。
“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。
国际上首个被严格证明的量子计算优越性由中国科大于2020年在“九章”光量子计算原型机上实现；而超导体系首个被严格证明的量子计算优越性由本研究团队于2021年在“祖冲之二号”处理器上实现。2023年，中国科大研发的255光子“九章三号”量子优越性超越经典超算16个数量级。
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”。
为测试其性能，研究团队在“祖冲之三号”系统上完成了83比特32层的随机线路采样，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10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。
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。目前团队基于“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。
审稿人高度评价这一工作，认为这一工作“构建了目前最高水准的超导量子计算机”，“是对此前66比特处理器（祖冲之二号）的重大升级”。鉴于该项研究工作的重要性，美国物理学会同期在《物理》（Physics）杂志上特别刊发观点论文，深入解读并重点介绍了该研究的创新之处与重要意义。
作者：刘小容 来源：《江淮晨报》 2025年3月4日 第A04版
原文链接：https://newspaper.hf365.com/jhcb/pc/content/202503/04/content_499634.html