“九章”出来还没半年，“祖冲之”又来了，我国量子计算机成功实现量子行走

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去年12月量子计算原型机“九章”的发布仿佛还是昨日。近日，中国科学技术大学潘建伟研究团队，成功研制了62比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，在大尺度晶格上首次实现了可编程的二维量子行走。很明显这是为了纪念我国古代伟大的数学家祖冲之而命名的。相关研究成果于5月7日在线发表在国际学术期刊《科学》杂志上。量子行走是经典随机游走的量子力学类似物，是量子模拟、量子搜索算法，甚至是通用量子计算的一个极其强大的工具。它有着传统计算机无法比拟的计算优势，超快的并行计算能力，通过特定算法、它可以在密码破译、大数据优化、天气预报、材料设计、药物分析等领域向我们提供更加快速准确的信息。这个由62个功能量子比特组成的8x8的二维方形超导量子比特阵列，并在这一装置上成功演示了高保真的单粒子和双粒子量子行走。此外，利用量子处理器的高可编程性，团队实现了马赫-泽恩德干涉仪。在干涉和退出之前，量子行走器在两条路径上连贯地穿越。通过调整演化路径上的紊乱，团队观察到了单人和双人行走器的干涉条纹。这一研究成果标志着我国量子计算领域的一个重要里程碑，让更大规模的量子应用更接近于在这些有噪声的中尺度量子上实现。各国之间在量子信息技术领域的较量已经进入了一个互不相让、你追我赶的状态。此前，相关专家曾公开表示，谷歌53量子比特、保真度99.4%的超导量子系统代表着目前国际超导量子计算的顶尖水平。而中科大团队目前成功实现的62比特量子计算机“祖冲之号”，正是对标这一成绩，且要让处理器在解决同一问题时将难度提高三倍。潘建伟在4月26日的“聚焦量子信息产业化”科技沙龙表示，“量子优越性”的实现，意味着中国进入了量子计算发展的第一阶段，在未来，中国仍要向两个更高的发展阶段迈进：构建操纵数百个量子比特的专用量子模拟器，再下去就是可编程的通用量子计算机。此外，他还认为，将中国在量子计算领域的实验研究优势转化为现实可应用的技术，仍任重而道远。目前，距离量子计算实现真正产业化还很遥远。