我国成功研发全球最大超导量子体系“祖冲之号”,成功实现量子行走

时间:2021510日 来源:前瞻网 转载:标杆网

去年12月量子计算原型机“九章”的发布仿佛还是昨日。近日,中国科学技术大学中科院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队,成功研制了62比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”,在大尺度晶格上首次实现了可编程的二维量子行走。相关研究成果于5月7日在线发表在国际学术期刊《科学》杂志上。

量子行走是经典随机游走的量子力学类似物,是量子模拟、量子搜索算法,甚至是通用量子计算的一个极其强大的工具。

潘建伟团队设计并制造了一个由62个功能量子比特组成的8x8的二维方形超导量子比特阵列,并在这一装置上成功演示了高保真的单粒子和双粒子量子行走。

此外,利用量子处理器的高可编程性,团队实现了马赫-泽恩德(Mach-Zehnder)干涉仪。在干涉和退出之前,量子行走器在两条路径上连贯地穿越。通过调整演化路径上的紊乱,团队观察到了单人和双人行走器的干涉条纹。

这一研究成果标志着我国量子计算领域的一个重要里程碑,让更大规模的量子应用更接近于在这些有噪声的中尺度量子上实现。

各国之间在量子信息技术领域的较量已经进入了一个互不相让、你追我赶的状态。此前,中国科学技术大学(下称“中科大”)上海研究院教授、潘建伟团队超导量子计算负责人朱晓波曾公开表示,谷歌53量子比特、保真度99.4%的超导量子系统代表着目前国际超导量子计算的顶尖水平。而中科大团队目前成功实现的62比特量子计算机“祖冲之号”,正是对标这一成绩,且要让处理器在解决同一问题时将难度提高三倍。

潘建伟在4月26日的“聚焦量子信息产业化”科技沙龙表示,“量子优越性”的实现,意味着中国进入了量子计算发展的第一阶段,在未来,中国仍要向两个更高的发展阶段迈进:构建操纵数百个量子比特的专用量子模拟器,再下去就是可编程的通用量子计算机。

此外,他还认为,将中国在量子计算领域的实验研究优势转化为现实可应用的技术,仍任重而道远。目前,距离量子计算实现真正产业化还很遥远。

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