中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究團隊攜手多家科研單位，成功研制出一款名為“祖沖之三號”的超導(dǎo)量子計算原型機，標志著中國在量子計算領(lǐng)域取得了重大突破。這款原型機集成了105個可讀取比特和182個耦合比特，全部位于同一芯片上，專注于執(zhí)行量子隨機線路采樣任務(wù)。

“祖沖之三號”不僅在硬件設(shè)計上實現(xiàn)了飛躍，更在實際應(yīng)用中展現(xiàn)了驚人的性能。與當前最優(yōu)的經(jīng)典算法相比，它在處理量子隨機線路采樣問題時，速度比最快的超級計算機快了整整15個數(shù)量級。這一成就不僅超越了谷歌在2024年10月發(fā)表的最新成果6個數(shù)量級，也再次刷新了中國在超導(dǎo)量子計算體系中的優(yōu)越性紀錄。

該研究成果的發(fā)布，不僅驗證了量子計算系統(tǒng)超越傳統(tǒng)超級計算機的可行性，更為量子計算的實際應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。作為量子計算具備應(yīng)用價值的前提條件，量子計算優(yōu)越性的實現(xiàn)是衡量一個國家量子計算研究實力的重要指標。在這一領(lǐng)域，中國與美國并駕齊驅(qū)，處于國際領(lǐng)先的第一方陣。

“祖沖之三號”在“祖沖之二號”的基礎(chǔ)上，對各項關(guān)鍵性能指標進行了顯著提升。量子比特的相干時間達到了72微秒，并行單比特門保真度高達99.90%，并行兩比特門保真度為99.62%，并行讀取保真度也達到了99.13%。這些卓越的性能指標，使得“祖沖之三號”的綜合性能達到了國際領(lǐng)先水平。

為了充分展示“祖沖之三號”的性能，研究團隊在其系統(tǒng)上完成了83比特32層的隨機線路采樣任務(wù)。與當前最優(yōu)的經(jīng)典算法相比，它的計算速度遠超最強超算，再次證明了其在超導(dǎo)體系中的量子計算優(yōu)越性。這一成就不僅為量子計算的發(fā)展注入了新的動力，也為后續(xù)的研究提供了堅實的基礎(chǔ)。

“祖沖之三號”的成功研制，不僅體現(xiàn)了中國在量子計算領(lǐng)域的強大實力，更為未來的研究開辟了廣闊的道路。團隊正在基于這款原型機開展量子糾錯、量子糾纏、量子模擬、量子化學(xué)等多方面的探索。采用二維網(wǎng)格比特排布芯片架構(gòu)的“祖沖之三號”，易于實現(xiàn)規(guī)模化拓展的表面碼量子糾錯算法，為大規(guī)模量子比特的集成和操縱鋪平了道路。