"祖冲之三号"创造新纪录：量子计算研究获重大突破

技术突破：105比特超导量子计算原型机问世

中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志等，与多家科研单位合作，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”量子随机线路采样”任务的快速求解。

相关成果于北京时间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，审稿人高度评价这一工作，认为其”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”。

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，超过谷歌公司2024年10月公开发表的最新成果6个数量级。

这一成果标志着中国在超导量子计算领域再次打破量子计算优越性纪录，继”祖冲之二号”之后，进一步巩固了中国在全球量子计算领域的领先地位。

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”，各项指标如下：

综合性能达到国际领先水平。

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，是量子计算研究实力的直接体现，也是量子计算具备应用价值的前提条件。

谷歌公司53比特处理器在200秒内完成的随机线路采样任务，用当时最快的超级计算机进行模拟需要约一万年。

中国科学技术大学演示了更先进的经典算法，用1400余块A100 GPU仅需约14秒即可完成同样的任务。如果用”前沿”超算并配备更大的内存，则预计只需1.6秒即可完成。因此谷歌公司当时的”量子计算优越性”宣称已被中国科学技术大学推翻。

以最优经典算法为比较标准，中国科学技术大学于2020年实现国际上首个被严格证明的量子计算优越性。

超导体系首个被严格证明的量子计算优越性，同样由中国科学技术大学在2021年实现。

为测试”祖冲之三号”的性能，研究团队在系统上完成了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，为目前超导体系最强量子计算优越性。

目前研究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，将为实现大规模量子比特的集成和操纵铺平道路。

随着”祖冲之三号”的成功问世，中国在量子计算领域的领先优势进一步扩大，为实现通用量子计算奠定了坚实基础。