求解特定问题比超算快千万亿倍！中国科学家成功研制“祖冲之三号”量子计算原型机

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记者从中国科学技术大学获悉，近期该校潘建伟、朱晓波、彭承志等成功构建105比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”，处理量子随机线路采样问题的速度比目前国际最快的超级计算机快千万亿倍，再次打破超导体系量子计算优越性世界纪录。3月3日国际知名学术期刊《物理评论快报》发表了这一成果，审稿人认为其“构建了目前最高水准的超导量子计算机”。

“祖冲之三号”芯片示意图。（科研团队供图）

量子计算被认为可能是下一代信息革命的关键技术，量子计算优越性像个门槛，验证了量子计算机超越传统计算机的可行性，是量子计算具备应用价值的前提条件，也是一个国家量子计算研究实力的体现。

2021年，潘建伟团队成功构建66比特的超导量子计算原型机“祖冲之二号”，求解量子随机线路采样问题比当时全球最快的超级计算机快1000万倍以上。经过三年多聚力攻关，他们新研制的“祖冲之三号”包含105个可读取比特和182个耦合比特，多项关键性能指标大幅提升。

经测试，“祖冲之三号”完成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，计算速度比当前最快的超级计算机快千万亿倍，也比2024年10月谷歌公开发表的最新成果快百万倍，为目前国际超导体系中最强的量子计算优越性。

国际学界主流观点认为，量子计算发展需经历“三步走”：第一步是实现量子计算优越性；第二步是研制可操纵数百个量子比特的量子模拟机，解决一些超级计算机无法胜任、具有重大实用价值的问题；第三步是大幅提高量子比特的操纵精度、集成数量和容错能力，研制可编程的通用量子计算机。

据悉，“祖冲之三号”科研团队正在量子纠错、量子纠缠、量子模拟、量子化学等多方面加快探索。

“我们正在开展码距为7的表面码纠错研究，取得进展后再扩展到9和11，为实现大规模量子比特的集成和操纵铺平道路。”朱晓波说。