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最近，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、朱曉波、彭承志等成功構建105比特超導量子計算原型機“祖沖之三號”，處理量子隨機線(xiàn)路采樣問(wèn)題的速度比目前國際最快的超級計算機快千萬(wàn)億倍，再次打破超導體系量子計算優(yōu)越性世界紀錄。3月3日國際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》發(fā)表了這一成果，審稿人認為其“構建了目前最高水準的超導量子計算機”。 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研發(fā)的“祖沖之三號”超導量子計算原型機在多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域展現了全球領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢，具體體現在以下幾個(gè)方面： 1. 性能突破：計算速度與規模 量子比特數量：祖沖之三號集成105個(gè)可讀取數據比特和182個(gè)耦合比特，遠超前代“祖沖之二號”（66比特）和谷歌“懸鈴木”（67比特），為目前超導體系規模最大的量子處理器之一。 計算速度優(yōu)勢：在處理量子隨機線(xiàn)路采樣（RCS）任務(wù)時(shí)，其速度比當前最快的經(jīng)典超級計算機快15個(gè)數量級（即千萬(wàn)億倍），比谷歌2024年10月發(fā)布的超導量子處理器快6個(gè)數量級（即百萬(wàn)倍），刷新了超導體系量子計算優(yōu)越性紀錄。 2. 關(guān)鍵技術(shù)指標的國際領(lǐng)先 高保真度操控：?jiǎn)伪忍亻T(mén)保真度達99.90%，兩比特門(mén)保真度達99.62%，讀取保真度達99.13%，綜合操控精度位居世界前列。 量子相干時(shí)間：量子比特相干時(shí)間提升至72微秒，顯著(zhù)降低了計算過(guò)程中的退相干干擾，提升了系統的穩定性。 并行處理能力：通過(guò)優(yōu)化的三維集成封裝技術(shù)和低溫控制方案，實(shí)現了多比特的高效并行操作。 3. 量子糾錯與可擴展性設計 表面碼糾錯兼容性：采用二維網(wǎng)格比特排布架構，直接兼容表面碼量子糾錯算法（一種主流的容錯量子計算方案），已開(kāi)展碼距為7的糾錯實(shí)驗，并計劃擴展至碼距9和11，為實(shí)現大規模量子計算奠定基礎。 規�；瘽摿Γ盒酒O計支持量子比特的橫向擴展，為未來(lái)集成數千甚至百萬(wàn)量子比特提供了技術(shù)路徑。 4. 自主可控的全產(chǎn)業(yè)鏈支撐 核心技術(shù)國產(chǎn)化：包括極低溫制冷系統、量子測控設備等關(guān)鍵部件已實(shí)現100%自主研制，覆蓋芯片設計、制備、封裝、測試全流程。 多機構協(xié)同創(chuàng )新：聯(lián)合上海量子科學(xué)研究中心、濟南量子技術(shù)研究院等國內科研單位，構建了覆蓋超導量子計算全鏈條的研發(fā)體系。 5. 科學(xué)驗證與學(xué)術(shù)影響力 實(shí)驗可靠性：通過(guò)“拆分打分法”雙重驗證隨機線(xiàn)路采樣結果，確保量子優(yōu)越性結論的嚴謹性。例如，在小規模實(shí)驗中，拆分與整體計算結果一致，堵住了邏輯漏洞。 國際認可：研究成果以封面論文形式發(fā)表于《物理評論快報》，美國物理學(xué)會(huì )同期在《物理》雜志發(fā)表專(zhuān)題評論，稱(chēng)其“構建了目前最高水準的超導量子計算機”。 6. 多技術(shù)路線(xiàn)并進(jìn)的戰略?xún)?yōu)勢 中國在光量子（如“九章”系列）和超導量子（如“祖沖之”系列）兩條技術(shù)路線(xiàn)上均實(shí)現量子優(yōu)越性，成為全球唯一在兩種體系均達此里程碑的國家，展現了技術(shù)多樣性與戰略縱深。 總結 “祖沖之三號”的領(lǐng)先優(yōu)勢不僅體現在硬件性能的突破，更在于其面向實(shí)用化的前瞻性設計（如糾錯兼容性）和全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控能力。這些成就標志著(zhù)中國在量子計算“三步走”戰略中邁出了關(guān)鍵一步，為未來(lái)實(shí)現通用量子計算奠定了重要基礎。 |
