-
我國成功研制62比特可編程超導(dǎo)量子計算原型機(jī)“祖沖之號”
據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)網(wǎng)站5月8日消息,中國科大中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院(以下簡稱量子創(chuàng)新研究院)潘建偉、朱曉波、彭承志等組成的研究團(tuán)隊,成功研制了62比特可編程超導(dǎo)量子計算原型機(jī)“祖沖之號”,并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了可編程的二維量子行走。相關(guān)研究成果于2021年5月7日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志上。
量子計算機(jī)在原理上具有超快的并行計算能力,可望通過特定算法在一些具有重大社會和經(jīng)濟(jì)價值的問題方面(如密碼破譯、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、材料設(shè)計、藥物分析等)相比經(jīng)典計算機(jī)實(shí)現(xiàn)指數(shù)級別的加速。當(dāng)前,量子計算機(jī)研制作為世界科技前沿的重大挑戰(zhàn)之一,已經(jīng)成為歐美各發(fā)達(dá)國家競相角逐的焦點(diǎn)。超導(dǎo)量子計算,作為最有希望實(shí)現(xiàn)可拓展量子計算的候選者之一,其核心目標(biāo)是如何同步地增加所集成的量子比特數(shù)目以及提升超導(dǎo)量子比特性能,從而能夠高精度相干操控更多的量子比特,實(shí)現(xiàn)對特定問題處理速度上的指數(shù)加速,并最終應(yīng)用于實(shí)際問題中。
圖: 二維超導(dǎo)量子比特芯片示意圖, 每個橘色十字代表一個量子比特。
潘建偉、朱曉波、彭承志等長期瞄準(zhǔn)超導(dǎo)量子計算的上述核心目標(biāo),取得了一系列重要進(jìn)展。2019年初,在一維鏈結(jié)構(gòu)12比特超導(dǎo)量子芯片上實(shí)現(xiàn)了12個量子比特糾纏“簇態(tài)”的制備,保真度達(dá)到70%(Phys. Rev. Lett. 122, 110501 (2019)),打破了之前創(chuàng)造的10個超導(dǎo)量子比特糾纏的紀(jì)錄。同時,該團(tuán)隊開創(chuàng)性地將超導(dǎo)量子比特應(yīng)用到量子行走的研究中,為未來多體物理現(xiàn)象的模擬以及利用量子行走進(jìn)行通用量子計算的研究奠定了基礎(chǔ)(Science 364, 753 (2019))。隨后,團(tuán)隊將芯片結(jié)構(gòu)從一維擴(kuò)展到準(zhǔn)二維,制備出包含24個比特的高性能超導(dǎo)量子處理器,并首次在固態(tài)量子計算系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)了超過20比特的高精度量子相干調(diào)控(Phys. Rev. Lett. 123, 050502 (2019))。
近期,該團(tuán)隊在自主研制二維結(jié)構(gòu)超導(dǎo)量子比特芯片的基礎(chǔ)上,成功構(gòu)建了國際上超導(dǎo)量子比特數(shù)目最多、包含62個比特的可編程超導(dǎo)量子計算原型機(jī)“祖沖之號”,并在該系統(tǒng)上成功進(jìn)行了二維可編程量子行走的演示。研究團(tuán)隊在二維結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)量子比特芯片上,觀察了單粒子及雙粒子激發(fā)情形下的量子行走現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)研究了二維平面上量子信息傳播速度,同時通過調(diào)制量子比特連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方式構(gòu)建馬赫-曾德爾干涉儀,實(shí)現(xiàn)了可編程的雙粒子量子行走。該成果為在超導(dǎo)量子系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)越性展示及可解決具有重大實(shí)用價值問題的量子計算研究奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。此外,基于“祖沖之號”量子計算原型機(jī)的二維可編程量子行走在量子搜索算法、通用量子計算等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用,將是后續(xù)發(fā)展的重要方向。
上述項(xiàng)目受到了中國科學(xué)院、安徽省、科技部、上海市和基金委的支持。
- 責(zé)任編輯: 連政 
-
華為丁耘:攜手共進(jìn),點(diǎn)亮1000座5G智慧工廠
2021-05-08 17:12 華為 -
80%高科技企業(yè)失敗的原因,在技術(shù)以外
2021-05-06 08:18 中國經(jīng)濟(jì) -
研究了20多年翼龍和恐龍,很多人羨慕,我覺得羨慕是應(yīng)該的
2021-05-02 08:47 -
武漢智慧城市“一碼互聯(lián)”榮獲2021數(shù)字中國創(chuàng)新大賽一等獎
2021-04-30 13:40 智慧武漢 -
天和入軌!獨(dú)家揭秘“太空母港”飛天路
2021-04-30 11:56 新時代新氣象新作為 -
2021年一季度中國手機(jī)市場排名出爐:vivo第一,同比增長79%
2021-04-30 11:25 -
“留光”1小時!我國科學(xué)家刷新世界紀(jì)錄邁向“量子U盤”
2021-04-25 22:28 科技前沿 -
中國將論證建設(shè)近地小行星防御系統(tǒng)
2021-04-24 12:21 航空航天 -
祝融號!中國首輛火星車有名字了
2021-04-24 10:08 航空航天 -
第六個航天日 中國深空探測任務(wù)都有哪些進(jìn)展?
2021-04-24 07:54 航空航天 -
茅臺總工落選中國工程院院士候選人
2021-04-23 12:35 -
“不要覺得互聯(lián)網(wǎng)比制造強(qiáng),制造是根本,互聯(lián)網(wǎng)是如虎添翼”
2021-04-20 10:51 博鰲論壇 -
PDF格式發(fā)明者查爾斯·格什克逝世
2021-04-20 07:05 -
政策紅利消退,三一重能闖關(guān)科創(chuàng)板就能成為“中國第一”?
2021-04-16 18:07 -
中美科研團(tuán)隊造出首個“人-猴胚胎”
2021-04-16 17:28 醫(yī)學(xué) -
全球領(lǐng)先!我國在建核電機(jī)組裝機(jī)容量,連續(xù)多年保持世界第一
2021-04-14 13:54 核電 -
發(fā)布“云智原生”戰(zhàn)略和“數(shù)字大腦2021”,新華三加速釋放數(shù)據(jù)價值
2021-04-09 19:45 大公司 -
芯耀輝宣布余成斌教授出任聯(lián)席CEO
2021-04-07 08:58 -
里程碑!人類首次發(fā)現(xiàn)銀河系超高能宇宙線源存在證據(jù)
2021-04-03 11:17 科技前沿
相關(guān)推薦 -
最新聞 Hot
-
美國發(fā)布首份AI備忘錄,“得防中國戰(zhàn)略突襲”
-
“英國軍情五處完全在胡說八道”
-
普京回應(yīng)“朝軍援俄”傳聞
-
被批“中國有支票美國有清單”,他又畫餅忽悠…
-
又嗆上了:野蠻人也好意思自詡捍衛(wèi)文明…
-
沒中國能成嗎?澳大利亞部長這么說
-
特朗普威脅襲擊莫斯科市中心?普京回應(yīng)
-
“我們目前世界領(lǐng)先,但中國人正敲開我們的大門”
-
“我不太喜歡談?wù)摳偁?,但我開的是小米”
-
盧卡申科評“朝軍援俄”:胡說八道,普京不是這性格
-
“不止美德,北約至少七國反對”
-
華裔老板拒絕“背書”哈里斯,加州第一大報編委辭職
-
英高級外交官搶、奪、撕...扎哈羅娃怒斥
-
連他都不敢說,“怕被特朗普報復(fù)”
-
134條!金磚通過《喀山宣言》,“將在聯(lián)合國分發(fā)”
-
“我們愿做一切符合中國利益的事”
-