2021-05-10
中(zhōng)國科大中(zhōng)科院量子(zǐ)信息與量子(zǐ)科技創事長新研究院（以下(xià)簡稱量子(zǐ)創新議有研究院）潘建偉、朱曉波、彭承志等組成的研究團隊，成功研制了62比特可(kě)器我編程超導量子(zǐ)計算原型機“祖沖之号”，并在此基礎上金話實現了可(kě)編程的二維量子(zǐ)行走。相關(guān)研究成果服放于2021年5月(yuè)7日在線發表在國際學術(sh遠歌ù)期刊《科學》雜志上。
背景介紹
量子(zǐ)計算機在原理上具有超快的并行計算能力，可(kě)望通(tōng雜電)過特定算法在一些具有重大社會和(hé)經濟價值的問(木女wèn)題方面（如(rú)密碼破譯、大數頻男據優化、材料設計、藥物分析等）相比經典計算機實現指數級别的加速。當前樹身，量子(zǐ)計算機研制作為世界科技前沿的重大生開挑戰之一，已經成為歐美各發達國家競相角逐的焦點。
超導量子(zǐ)計算，作為最有希望實現可(kě)拓展量城們子(zǐ)計算的候選者之一，其核心目标是如(rú)何身銀同步地增加所集成的量子(zǐ)比特數目以及民我提升超導量子(zǐ)比特性能，從而能夠高精度相幹操控更多的量子多答(zǐ)比特，實現對特定問(wèn)題處理速度上的指數加街件速，并最終應用于實際問(wèn)題中(zhōng)。 吧玩;
前期成果
潘建偉、朱曉波、彭承志等長期瞄準超導量子(zǐ關開)計算的上述核心目标，取得了一系列重要進展。
2019年初，在一維鍊結構12比特超導量子(zǐ)芯片上實現了12個(gè)暗國量子(zǐ)比特糾纏“簇态”的制備，保真度達到70％（Phys. 司水Rev. Lett. 122, 110501 (2019)），錢笑打破了之前創造的10個(gè)超導量子(zǐ)比特糾纏的紀錄。&n火動bsp;
同時，該團隊開創性地将超導量子(zǐ)比特應用到量子(zǐ)行走的研究中一海(zhōng), 為未來多體物理現象的模事影拟以及利用量子(zǐ)行走進行通(tōng)用量子(zǐ)計算的研究奠定了基看用礎（Science 364, 753 (多雜2019)）。
随後，團隊将芯片結構從一維擴展到準二維，制備出包含24道問個(gè)比特的高性能超導量子(zǐ)處理器(qì)，那劇并首次在固态量子(zǐ)計算系統中(zhōng)，實電請現了超過20比特的高精度量子(zǐ)相幹調控(Phys時少. Rev. Lett. 123, 05050村暗2 (2019))。
近期，該團隊在自主研制二維結構超導量子(zǐ)比特芯片的基礎上，成功河不構建了國際上超導量子(zǐ)比特數目最多、包含62個(gè)比特的可(k會一ě)編程超導量子(zǐ)計算原型機“祖沖之号師外”，并在該系統上成功進行了二維可(kě)編程量子(zǐ)行走的演示。
研究團隊在二維結構的超導量子(zǐ)比特芯片上，觀察了單粒子(z會資ǐ)及雙粒子(zǐ)激發情形下(xià)的量子(zǐ)行走現象，實驗研究北窗了二維平面上量子(zǐ)信息傳播速度，同時通(tōng)過調制量離吃子(zǐ)比特連接的拓撲結構的方式構建馬赫-曾德爾幹涉儀，實現了可信短(kě)編程的雙粒子(zǐ)量子(zǐ)行走。長嗎
區海
二維超導量子(zǐ)比特芯片示意圖, 每個(gè)橘色看煙十字代表一個(gè)量子(zǐ)比特。
該成果為在超導量子(zǐ)系統上實現量子(zǐ)山聽優越性展示及可(kě)解決具有重大實用價值問(wèn)題的量子(zǐ)計算玩志研究奠定了技術(shù)基礎。此外，基于“祖沖之号光得”量子(zǐ)計算原型機的二維可(kě)編金報程量子(zǐ)行走在量子(zǐ)搜索算法、通(tōng)用量子(短開zǐ)計算等領域具有潛在應用，将是後續發展的重要方向。
（轉載自中(zhōng)國科學技術(shù)大學全媒體中關看(zhōng)心）
