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中国科学技术大学成功构建105比特超导量子计算原型机祖冲之三号,打破世界纪录

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分析师熊大 本文作者

2025-3-4 阅读 116 约 5分钟读完

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3月3日,当地时间,中国科学技术大学的超导量子团队,院士潘江教授和彭昌兹教授成功地构建了105位超导量子量子计算的105位超导量。

研究结果表明,“ Zu Chongzhi 3”正在处理比世界上最快的超级计算机快的量子随机线采样问题,几万亿倍,再次打破了超导系统中量子计算优势的世界记录。审稿人认为,中国科学研究团队“建立了最高水平的超导量子计算机”。

去年12月,First Financial News报道了“ Zuchongzhi3”量子计算机的科学研究结果,其中105个量子位由中国科学技术大学的超导量子团队开发。 《物理评论快报》论文的出版也是对这项研究结果的最新认可。

实验数据表明,“ Zu Chong 3号”的性能比Google在自然界发表的72个Qubits的“ Sycamore”更好,这也是当前超导量子计算的最强优势。 “量子计算优势”是指量子计算机超越经典计算机解决特定问题的能力,从而求解甚至超级计算机在短时间内无法在短时间内解决的计算任务。

2021年,潘·江(Pan Jianwei)的团队成功构建了66位超导量子计算原型“ Zu Chongzhi 2”,以解决量子随机线采样的问题,比当时最快的超级计算机快于世界上最快的超级计算机快。经过三年多的辛勤工作,他们新开发的“ Zu Chongzhi No. 3”包括105位可读的位和182个耦合位,并且许多关键的性能指标得到了很大改善。

测试后,“ Zu Chongzhi No. 3”完成了83位32层的随机采样。基于当前的最佳经典算法作为比较标准,计算速度比当前最快的超级计算机快1亿倍,比Google在2024年10月发布的最新结果快100万倍。它是当前国际超导系统中最强的量子计算优势。

“ Zuchong 3号”科学研究团队正在加速许多方面的探索,例如量子误差校正,量子纠缠,量子模拟和量子化学。实施多位纠缠可以提高量子处理器的性能,即使它们相距很远,量子位也可以立即影响彼此的状态。在超导场中,随着错误率降低,多位纠缠将显示整个量子计算领域的加速趋势。

“我们正在研究表面代码误差的研究,代码间距为7,然后在进步后扩展到9和11,为整合和操纵大规模量子铺平了道路。”朱小博说。

他进一步向第一名财务记者解释说,所谓的“代码距离”是量子误差校正的概念。代码距离越大,误差校正涉及的位越多,量子误差校正能力越强。 “如果有一天我们可以以极低的错误率进行量子,我们可以通过误差校正朝着真正通用的通用故障量子计算迈进。”朱小博说。

国际学术界的主流观点认为,量子计算的发展需要经过“三个步骤”:第一步是实现量子计算的优势;第二步是开发量子模拟器,这些模拟器可以操纵数百个Qubits来解决某些超级计算机无能且具有巨大实际价值的问题;第三步是显着提高Qubits的操纵精度,集成数量和容错性,并开发可编程的一般量子计算机。

Pan Jianwei最近在“自然”的“世界观”列中发表了一篇文章,说:“尽管量子信息科学具有广泛的应用前景,但第二个量子革命技术的大多数仍处于实验室阶段,并且需要很长时间才能实现广泛的应用。”

他提醒该行业保持警惕以防止泡沫。 “尽管许多公司声称在金融和蛋白质模拟等复杂计算领域提供量子计算服务,但实际上,相关技术报告中仅证明了小规模的量子算法。”潘江说:“当前的量子计算机的硬件水平不能反映出实际价值问题的量子优势,并且远离大规模的商业用途。夸张的索赔会误导公众和投资者对量子计算的不现实期望。”

近年来,对量子信息技术的私人投资已经开始变得活跃,包括Google,IBM,Microsoft和Nvidia等技术巨头,这加速了从实验室到工业应用的量子计算的迭代。

在这方面,泛江呼吁开发量子信息技术,以需要长期的财务支持。其中,稳定的政府投资是量子信息技术长期发展的基本保证。他还呼吁建立广泛而积极的国际合作与交流的重要性。

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