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從59億年到幾百秒！量子計算機“祖沖之三號”刷新紀錄，國盾量子為其提供支持

每日經濟新聞 2025-03-05 17:56:56

“祖沖之三號”的研發取得了重大進展。這款超導量子計算機原型包含105個量子比特，實現了高操作保真度，其中單量子比特門、雙量子比特門和讀取保真度分別高達99.90%、99.62%和99.13%。美國物理學會同期在《物理》（Physics）雜志上特別刊發觀點論文，深入解讀并重點介紹了該研究的創新之處與重要意義。

每經記者張寶蓮每經編輯梁梟

近期，我國科研團隊成功構建的105比特超導量子計算機“祖沖之三號”，實現了對“量子隨機線路取樣”任務的快速求解，再一次打破超導體系量子計算優越性紀錄。

3月3日，相關論文以封面論文的形式發表在國際學術期刊《物理評論快報》上，其中署名作者有20位來自國盾量子（SH688027，股價299.8元，市值308億元）。安徽省量子信息工程技術研究中心副主任、國盾量子計算業務負責人王哲輝向記者表示：“公司作為唯一企業參與單位，為該成果提供了室溫電子學軟硬件系統的研發與工程化落地、量子計算機整機的搭建和運維等支持。”

3月5日，《每日經濟新聞》記者從相關論文中獲悉，祖沖之三號在對83比特32層隨機線路采樣實驗時凸顯了其卓越性能，僅用了幾百秒就獲得了100萬次采樣。據估算，即使是最強大的經典超級計算機Frontier，要復制這一任務也需要大約59億年。

“祖沖之三號”獲重大進展

相關論文指出，量子計算優勢是指量子計算機能夠執行經典計算機無法完成的計算任務。谷歌在2019年通過Sycamore處理器首次展示了量子計算優勢，但隨著經典算法的進步，這一優勢不斷受到挑戰。“本文的目標是通過開發更強大的超導量子處理器，確立量子計算優勢的新基準。”

據悉，“祖沖之三號”的研發取得了重大進展。這款超導量子計算機原型包含105個量子比特，實現了高操作保真度，其中單量子比特門、雙量子比特門和讀取保真度分別高達99.90%、99.62%和99.13%。與現有最優經典算法相比，“祖沖之三號”處理量子隨機線路取樣問題的速度比目前最快的超級計算機快15個數量級，超過谷歌2024年10月公開發表的最新成果6個數量級。

中國科學技術大學微信公眾號介紹，“祖沖之三號”采用二維網格比特排布芯片架構，直接兼容易于實現規模化拓展的表面碼量子糾錯算法，目前團隊正基于“祖沖之三號”開展碼距為7的表面碼糾錯研究，已取得良好進展，并計劃進一步將碼距擴展到9和11，為實現大規模量子比特的集成和操縱鋪平道路。

“量子計算優越性”驗證了量子計算系統能夠超越傳統超級計算機的可行性，是量子計算具備應用價值的前提條件，也是當前一個國家量子計算研究實力的直接體現。

《物理》雜志刊文：可與谷歌Willow處理器競爭

《物理評論快報》審稿人高度評價這一工作，認為這一工作“構建了目前最高水準的超導量子計算機”，“是對此前66比特處理器（祖沖之二號）的重大升級”。鑒于該項研究工作的重要性，美國物理學會同期在《物理》（Physics）雜志上特別刊發觀點論文，深入解讀并重點介紹了該研究的創新之處與重要意義。

《每日經濟新聞》記者閱讀該觀點論文獲悉，“祖沖之三號”是一款新的高性能量子處理器，擁有105個超導量子位，可與谷歌廣受贊譽的Willow處理器競爭。

圖片來源：《物理》雜志網頁截圖

觀點論文表示，“祖沖之三號”和Willow都執行了隨機電路采樣，但直接比較它們的性能并非易事，因為任務的復雜性不同。根據谷歌的一篇博客文章，Willow的基準測試顯示，當今最快的經典計算機需要10²⁵年才能模擬Willow在5分鐘內產生的結果。

然而，可以比較這兩款量子處理器的關鍵屬性，如量子智能公司GQI發布的《量子計算報告》中的一張表格。該表格列出了以下參數的平均值：量子比特連通性、自發輻射和退相干水平（可能導致錯誤的兩種量子比特效應）、單量子比特和雙量子比特邏輯門以及量子比特讀出的保真度，以及這些門中的時間延遲。根據該表格，Willow和“祖沖之三號”在平均量子比特連通性方面打成平手，而Willow在其他指標上略有優勢。但競爭并未結束。這些結果只是在這場競賽中雙方當前所處位置的簡要一瞥，且雙方差距很小。