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量子計算
來源:互聯(lián)網(wǎng)

量子計算(Quantum computation)是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單元進行計算的新型計算模式。具有原理上遠超經(jīng)典計算的強大并行計算能力。傳統(tǒng)的通用計算機其理論模型是通用圖靈機;通用的量子計算機其理論模型是用量子力學(xué)規(guī)律重新詮釋的通用圖靈機。

研制量子計算機是實現(xiàn)量子計算的關(guān)鍵,量子計算機包括離子、中性原子、光子等天然量子比特路線,以及超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)、量子點等人工量子比特路線。

量子計算機,作為執(zhí)行量子計算任務(wù)的設(shè)備,與傳統(tǒng)計算機使用0或者1的比特來存儲信息不同,量子計算以量子比特作為信息編碼和存儲的基本單元。基于量子力學(xué)的疊加原理,一個量子比特可以同時處于0和1兩種狀態(tài)的相干疊加,即可以用于表示0和1兩個數(shù)。量子相干和糾纏都源于量子疊加。因此量子計算為解決某些經(jīng)典計算機難以處理的復(fù)雜問題提供了新的可能性,同時提供了一種從根本上實現(xiàn)并行計算的思路,具備極大超越經(jīng)典計算機運算能力的潛力。這也為人工智能、密碼分析、材料設(shè)計、氣象預(yù)報、資源勘探、藥物設(shè)計等所需的大規(guī)模計算難題提供了解決方案,并可揭示量子相變、高溫超導(dǎo)、量子霍爾效應(yīng)等復(fù)雜物理機制。

量子糾纏是量子計算加速效應(yīng)的根本來源之一,糾纏比特數(shù)目的增多可使量子計算能力呈指數(shù)增長。2023年7月,中國科學(xué)家成功實現(xiàn)51個超導(dǎo)量子比特簇態(tài)制備和驗證,刷新所有量子系統(tǒng)中真糾纏比特數(shù)目的世界紀錄,并首次演示了基于測量的變分量子算法,相關(guān)成果7月12日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表。 2024年,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、包小輝張強等首次采用單光子干涉在獨立存儲節(jié)點間建立糾纏,并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了國際首個基于糾纏的城域三節(jié)點量子網(wǎng)絡(luò),同年5月15日,相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《自然》(Nature)上。2025年3月,中國科學(xué)家成功構(gòu)建最高水準超導(dǎo)量子計算機——105比特超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之三號”。2025年8月,清華大學(xué)計算機系量子軟件研究中心陳建鑫課題組與北京量子信息科學(xué)研究院燕飛團隊合作,該研究團隊在國際上首次實現(xiàn)了,支持任意兩比特量子門直接編程的指令集架構(gòu)AshN。12月12日,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)稱,潘建偉院士團隊在量子糾錯方向上實現(xiàn)了“低于閾值,越糾越對”的重大進展,為量子計算機走向?qū)嵱玫於酥匾A(chǔ)。

基本原理

量子力學(xué)態(tài)疊加原理使得量子信息單元的狀態(tài)可以處于多種可能性的疊加狀態(tài),從而導(dǎo)致量子信息處理從效率上相比于經(jīng)典信息處理具有更大潛力。普通計算機中的2位寄存器在某一時間僅能存儲4個二進制數(shù)(00、01、10、11)中的一個,而量子計算機中的2位量子位(qubit)寄存器可同時存儲這四種狀態(tài)的疊加狀態(tài),隨著量子比特數(shù)目的增加,對于n個量子比特而言,量子信息可以處于2種可能狀態(tài)的疊加,配合量子力學(xué)演化的并行性,可以展現(xiàn)比傳統(tǒng)計算機更快的處理速度。

量子的重疊與牽連原理產(chǎn)生了巨大的計算能力。普通計算機中的2位寄存器在某一時間僅能存儲4個二進制數(shù)(00、01、10、11)中的一個,而量子計算機中的2位量子位(qubit)寄存器可同時存儲這四個數(shù),因為每一個量子比特可表示兩個值。如果有更多量子比特的話,計算能力就呈指數(shù)級提高。

量子位

量子位(qubit)是量子計算的理論基石。在常規(guī)計算機中,信息單元用二進制的1個位來表示,它不是處于“0”態(tài)就是處于“1”態(tài).在二進制量子計算機中,信息單元稱為量子位,它除了處于“0”態(tài)或“1”態(tài)外,還可處于疊加態(tài)(super posed state).疊加態(tài)是“0”態(tài)和“1”態(tài)的任意線性疊加,它既可以是“0”態(tài)又可以是“1”態(tài),“0”態(tài)和“1”態(tài)各以一定的概率同時存在.通過測量或與其它物體發(fā)生相互作用而呈現(xiàn)出“0”態(tài)或“1”態(tài)。任何兩態(tài)的量子系統(tǒng)都可用來實現(xiàn)量子位,例如氫原子中的電子的基態(tài)(gro und state)和第1激發(fā)態(tài)(f irstex cited state)、質(zhì)子自旋在任意方向的分量和分量、圓偏振光的左旋和右旋等。

一個量子系統(tǒng)包含若干粒子,這些粒子按照量子力學(xué)的規(guī)律運動,稱此系統(tǒng)處于態(tài)空間的某種量子態(tài)。態(tài)空間由多個本征態(tài)(eigenstate)(即基本的量子態(tài))構(gòu)成,基本量子態(tài)簡稱基本態(tài)(basic state)或基矢(basic vector).態(tài)空間可用Hilbert空間(線性復(fù)向量空間)來表述,即Hilbert空間可以表述量子系統(tǒng)的各種可能的量子態(tài)。為了便于表示和運算,Dirac提出用符號來表示量子態(tài),是一個列向量,稱為ket;它的共軛轉(zhuǎn)置(conjugate t ranspose)用表示,是一個行向量,稱為bra.一個量子位的疊加態(tài)可用二維Hilbert空間(即二維復(fù)向量空間)的單位向量來描述,其簡化的示意圖如右圖所示。

重疊原理

把量子考慮成磁場中的電子。電子的旋轉(zhuǎn)可能與磁場一致,稱為上旋轉(zhuǎn)狀態(tài),或者與磁場相反,稱為下旋狀態(tài)。通過提供脈沖能量使電子旋轉(zhuǎn)從一種狀態(tài)變?yōu)閮煞N狀態(tài),例如從激光。假設(shè)用一單位激光能量。但是假設(shè)僅用半單位的激光能量并完全消除外界對微粒的影響將會怎樣呢,根據(jù)量子理論,微粒將進入重疊狀態(tài),即同時處于兩種狀態(tài)下,每一個量子比特呈現(xiàn)重疊狀態(tài)0和1。因此量子計算機的計算數(shù)是2的n次方,n是量子比特的位數(shù)。量子計算機如果有500個量子比特,就在每一步作次運算。這是一個可怕的數(shù),比地球上已知的原子數(shù)還要多(這是真正的并行處理,當今的經(jīng)典計算機,所謂的并行處理器仍然是一次只做一件事情)。

牽連原理

在某點上相互作用的微粒(像光子、電子)之間具有一種關(guān)系,能夠成對的糾纏在一起,這一過程被稱為相關(guān)性。知道了糾纏在一起的一個微粒的狀態(tài)是上或下的話,它同伴的旋轉(zhuǎn)是在其相反的方向上。令人驚奇的是,由于層疊現(xiàn)象,被測定的微粒沒有單獨的旋轉(zhuǎn)方向,而是同時成對的處于上旋和下旋狀態(tài)。被測微粒的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)由測量時間和與其相關(guān)的微粒決定,其相關(guān)微粒同時處于相反的旋轉(zhuǎn)方向。這一真實的現(xiàn)象(阿爾伯特·愛因斯坦認為兩個粒子自從分開的那一瞬間就決定了各自的自旋方向,他試圖通過EPR佯謬來質(zhì)疑量子論,但驗證貝爾不等式的實驗證明愛因斯坦錯了),至今沒有任何恰當?shù)睦碚摽梢越忉專皇呛唵蔚谋唤邮苤A孔訝窟B就是無論來自同一系統(tǒng)的粒子之間有多遠的距離都能同時相互作用(不受光速限制)。無論相互作用的微粒之間相距多遠,他們都將相互纏在一起直到被分開。2014年初,荷蘭代爾夫特理工大學(xué)(TU Delft)Kavli Institute of Nanoscience量子計算團隊在實驗室中實現(xiàn)了這種信息的“0延遲”傳遞,信息傳遞距離為3米。

發(fā)展

概念的提出

量子計算(quantum computation)的概念最早由IBM的科學(xué)家R.Landauer及C.Bennett于70年代提出。他們主要探討的是計算過程中諸如自由能(free energy)、信息(informations)與可逆性(reversibility)之間的關(guān)系。80年代初期,阿崗國家實驗室的P.Benioff首先提出二能階的量子系統(tǒng)可以用來仿真數(shù)字計算;稍后費因曼也對這個問題產(chǎn)生興趣而著手研究,并在1981年于麻省理工學(xué)院舉行的First Conference on Physics of Computation中給了一場演講,勾勒出以量子現(xiàn)象實現(xiàn)計算的愿景。1985年,牛津大學(xué)的D.Deutsch提出量子圖靈機(quantum Turing machine)的概念,量子計算才開始具備了數(shù)學(xué)的基本型式。然而上述的量子計算研究多半局限于探討計算的物理本質(zhì),還停留在相當抽象的層次,尚未進一步跨入發(fā)展算法的階段。

中期發(fā)展

1994年,貝爾實驗室的應(yīng)用數(shù)學(xué)家P.Shor指出,相對于傳統(tǒng)電子計算器,利用量子計算可以在更短的時間內(nèi)將一個很大的整數(shù)分解成質(zhì)因子的乘積。這個結(jié)論開啟量子計算的一個新階段:有別于傳統(tǒng)計算法則的量子算法(quantum algorithm)確實有其實用性,絕非科學(xué)家口袋中的戲法。自此之后,新的量子算法陸續(xù)的被提出來,而物理學(xué)家接下來所面臨的重要的課題之一,就是如何去建造一部真正的量子計算器,來執(zhí)行這些量子算法。許多量子系統(tǒng)都曾被點名做為量子計算器的基礎(chǔ)架構(gòu),例如光子的偏振(photon polarization)、空腔量子電動力學(xué)(cavity quantum electrodynamics,CQED)、離子阱(ion trap)以及核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)等等。以目前的技術(shù)來看,這其中以離子阱與核磁共振最具可行性。事實上,核磁共振已經(jīng)在這場競賽中先馳得點:以I.Chuang為首的IBM研究團隊在2002年的春天,成功地在一個人工合成的分子中(內(nèi)含7個量子位)利用NMR完成的因子分解(factorization)

2019年8月,中國量子計算研究獲重要進展:科學(xué)家領(lǐng)銜實現(xiàn)高性能單光子源。中科院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉與陸朝陽、霍永恒等人領(lǐng)銜,和多位國內(nèi)及德國、丹麥學(xué)者合作,在國際上首次提出一種新型理論方案,在窄帶和寬帶兩種微腔上成功實現(xiàn)了確定性偏振、高純度、高全同性和高效率的單光子源,為光學(xué)量子計算機超越經(jīng)典計算機奠定了重要的科學(xué)基礎(chǔ)。國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·光子學(xué)》發(fā)表了該成果,評價其“解決了一個長期存在的挑戰(zhàn)”。?

2021年10月,中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院科研團隊在超導(dǎo)量子和光量子兩種系統(tǒng)的量子計算方面取得重要進展,使中國成為世界上唯一在兩種物理體系達到“量子計算優(yōu)越性”里程碑的國家。

2022年7月消息,量子計算可行性研究取得里程碑進展,美國物理學(xué)家受斐波那契數(shù)列的啟發(fā),將這種序列的激光脈沖照射到量子計算機內(nèi)的原子上,創(chuàng)造出一種前所未見的時間物質(zhì)相,新型物質(zhì)相可使信息存儲時間更長。

2023年7月,由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)北京大學(xué)聯(lián)合組成的研究團隊,成功實現(xiàn)了51個超導(dǎo)量子比特簇態(tài)制備和驗證,刷新了所有量子系統(tǒng)中真糾纏比特數(shù)目的世界紀錄,并首次演示了基于測量的變分量子算法。

2024年5月,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、包小輝張強等首次采用單光子干涉在獨立存儲節(jié)點間建立糾纏,并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了國際首個基于糾纏的城域三節(jié)點量子網(wǎng)絡(luò)。2024年10月,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團隊在量子網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域取得重要進展——基于固態(tài)量子存儲實現(xiàn)跨越7公里的分布式光量子計算。研究成果發(fā)表在國際期刊《自然-通訊》上。

2025年3月,中國科學(xué)家已成功構(gòu)建目前最高水準超導(dǎo)量子計算機——105比特超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之三號”,再次打破超導(dǎo)體系量子計算優(yōu)越性世界紀錄。

2025年8月,清華大學(xué)計算機系量子軟件研究中心陳建鑫課題組與北京量子信息科學(xué)研究院燕飛團隊合作,在量子計算機體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域,取得重要進展。研究團隊在國際上首次實現(xiàn)了,支持任意兩比特量子門直接編程的指令集架構(gòu)AshN,相關(guān)研究成果以“基于統(tǒng)一控制方案的任意兩比特門的高效實現(xiàn)”為題發(fā)表于《自然·物理》(Nature Physics)。

2025年12月,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)稱,基于超導(dǎo)量子處理器“祖沖之3.2號”,潘建偉院士團隊在量子糾錯方向上實現(xiàn)了“低于閾值,越糾越對”的重大進展,為量子計算機走向?qū)嵱玫於酥匾A(chǔ)。相關(guān)成果于2025年12月22日在國際學(xué)術(shù)期刊物理評論快報》發(fā)表。

發(fā)展前景

量子計算將有可能使計算機的計算能力大大超過今天的計算機,但仍然存在很多障礙。大規(guī)模量子計算所存在的一個問題是,提高所需量子裝置準確性有困難。

相關(guān)成果

世界上第一臺商用量子計算機

加拿大量子計算公司D-Wave 系統(tǒng)公司于2011年5月11日正式發(fā)布了全球第一款商用型量子計算機“D-Wave One”,量子電腦的夢想距離又近了一大步。D-Wave公司的口號就是——“Yes,you can have one.”。其實早在2007年初,D-Wave公司就展示了全球第一臺商用實用型量子計算機“Orion”(獵戶座),不過嚴格來說當時那套系統(tǒng)還算不上真正意義的量子計算機,只是能用一些量子力學(xué)方法解決問題的特殊用途機器。

時隔四年之后,D-Wave One終于脫胎換骨、正式登場。它采用了128-qubit(量子比特)的處理器,四倍于之前的原型機,理論運算速度已經(jīng)遠遠超越現(xiàn)有任何超級電子計算機。另外,D-Wave 系統(tǒng)公司公司將會在2013年1月將其升級至512量子比特。另外,為盡可能降低qubit的能級,需要利用低溫超導(dǎo)狀態(tài)下的產(chǎn)生qubit,D-Wave的工作溫度需保持在絕對零度附近(20 mK)。最后就是價格,2011年,美國航空航天局Google分別以約一千萬美元購置了一臺512位qubit的D-Wave量子計算機。

中科大首次研制出非局域量子模擬器

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的量子信息重點實驗室李傳鋒教授研究組首次研制出非局域量子模擬器,并且模擬了宇稱—時間(Parity-time, PT)世界中的超光速現(xiàn)象。這一實驗充分展示了非局域量子模擬器在研究量子物理問題中的重要作用。量子模擬器是解決特定問題的專用量子計算機,這一概念最早由費曼于1981年提出。費曼認為自然界本質(zhì)上是遵循量子力學(xué)的,只有用遵循量子力學(xué)的裝置,才能更好地模擬它,這個力學(xué)裝置就是量子模擬器。量子模擬器研究中,人們更多關(guān)注的是它的量子加速能力,通常情況下,一個量子模擬器所操控的量子比特數(shù)越多,它的運算能力就越強。?

行動計劃

2016年歐盟宣布啟動11億美元的“量子旗艦”計劃;德國于2019年8月宣布了6.5億歐元的國家量子計劃;中美兩國也在量子科學(xué)和技術(shù)上投入數(shù)十億美元。這場競賽旨在建造出在某些任務(wù)上的表現(xiàn)優(yōu)于傳統(tǒng)計算機的量子計算機。2019年10月,Google宣布一款執(zhí)行特定計算任務(wù)的量子處理器已實現(xiàn)這種量子霸權(quán)。2019年12月6日,俄羅斯副總理馬克西姆·阿基莫夫于索契舉行的技術(shù)論壇上提出國家量子行動計劃,擬5年內(nèi)投資約7.9億美元,打造一臺實用的量子計算機,并希望在實用量子技術(shù)領(lǐng)域趕上其他國家。

華為首次曝光量子計算成果

2018年10月12日,華為公布了在量子計算領(lǐng)域的最新進展:量子計算模擬器HiQ云服務(wù)平臺問世,平臺包括HiQ量子計算模擬器與基于模擬器開發(fā)的HiQ量子編程框架兩個部分,這是這家公司在量子計算基礎(chǔ)研究層面邁出的第一步。?

百度推出百度量子平臺

2020年9月15日,“百度世界2020”大會在線上召開,百度研究院量子計算研究所所長段潤堯發(fā)布了百度量子平臺,展示了百度用量脈+量槳+量易伏賦能新基建、追逐“人人皆可量子”的愿景。他介紹,“百度全新發(fā)布國內(nèi)首個云原生量子計算平臺量易伏,并全面升級量子脈沖云計算服務(wù)系統(tǒng)量脈和量子機器學(xué)習(xí)開發(fā)工具集量槳,通過構(gòu)建以百度量子平臺為核心的量子生態(tài),開啟量子時代的大門。”百度量子平臺提供了連接頂層解決方案和底層硬件基礎(chǔ)所需的大量軟件工具以及接口,百度希望這一平臺扮演量子計算時代操作系統(tǒng)的角色,開發(fā)者和合作伙伴可以通過這一平臺實現(xiàn)量子計算對行業(yè)的賦能。

量子計算全球開發(fā)者平臺

2022年1月23日,中國首個量子計算全球開發(fā)者平臺正式上線。該平臺前身為國內(nèi)首個以“量子計算”為主要特色的雙創(chuàng)平臺,目前正式升級為2.0版,更新為“量子計算全球開發(fā)者平臺”,旨在將量子計算全球開發(fā)者平臺打造成國內(nèi)首個“經(jīng)典-量子”協(xié)同的量子計算開發(fā)和應(yīng)用示范平臺,推進量子計算產(chǎn)業(yè)落地。

2022年4月18日,英特爾(Intel)近日宣布,該公司偕同來自荷蘭臺夫特理工大學(xué),以及荷蘭國家應(yīng)用科學(xué)院共同創(chuàng)立的量子技術(shù)研究機構(gòu)QuTech,由雙方研究人員所組成的先進量子運算研究中心,在美國俄勒岡州希爾斯伯勒的英特爾D1制造工廠,成功地首次大規(guī)模生產(chǎn)硅量子比特。

百度正式發(fā)布產(chǎn)業(yè)級超導(dǎo)量子計算機“乾始”

2022年8月25日,“量見未來”量子開發(fā)者大會上,百度正式對外發(fā)布其第一臺產(chǎn)業(yè)級超導(dǎo)量子計算機——“乾始”,集量子硬件、量子軟件、量子應(yīng)用于一體,提供移動端、PC端、云端等在內(nèi)的全平臺使用方式。2023年1月5日,百度研究院發(fā)布2023年十大科技趨勢預(yù)測,量子計算上榜。

100量子比特相干光量子計算機

2023年5月16日,玻色量子發(fā)布了其自研的100量子比特相干光量子計算機——“天工量子大腦”。據(jù)稱,該機有100個計算量子比特,達到當時國際領(lǐng)先水平。它可以解決最多超過100個變量的數(shù)學(xué)問題,并具備完整的可編程能力。其求解速度超過經(jīng)典算法100倍,且求解問題的計算復(fù)雜度越高,其量子優(yōu)勢越明顯。

光子盒排布成陣列

2024年5月6日,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)(以下簡稱中國科大)研究團隊發(fā)布新成果。他們將自主研發(fā)的“光子盒”排布成陣列,在國際上首次實現(xiàn)了基于光子的分數(shù)量子反常霍爾態(tài),為物理學(xué)家創(chuàng)造出一種研究分數(shù)量子霍爾效應(yīng)的新平臺。相關(guān)研究成果發(fā)表于《科學(xué)》。

基于糾纏的城域三節(jié)點量子網(wǎng)絡(luò)

通過量子態(tài)的遠程傳輸來構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)是大尺度量子信息處理的基本要素。基于量子網(wǎng)絡(luò),可以實現(xiàn)廣域量子密鑰分發(fā)以及分布式量子計算和量子傳感,構(gòu)成未來“量子互聯(lián)網(wǎng)”的技術(shù)基礎(chǔ)。在遠距離分離的獨立量子存儲器間建立糾纏,主要挑戰(zhàn)在于如何控制單光子相位。研究團隊,首先通過超穩(wěn)腔穩(wěn)頻來壓制控制激光線寬,其次通過光鎖相環(huán)來構(gòu)建讀寫激光間的相位關(guān)聯(lián),最后通過遠程分時相位比對來構(gòu)建兩節(jié)點間的相位關(guān)聯(lián)。采用以上相位控制技術(shù),并利用量子頻率轉(zhuǎn)換,該團隊實現(xiàn)了相距十幾千米遠的量子存儲器之間的糾纏。以此為基礎(chǔ),2024年5月16日,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、包小輝張強等構(gòu)建了國際上首個城域三節(jié)點量子糾纏網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)可以在任意兩個量子存儲器節(jié)點間建立糾纏。

量子計算原型機祖沖之三號

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、朱曉波彭承志等構(gòu)建的超導(dǎo)量子計算機——105比特超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之三號”,再次打破超導(dǎo)體系量子計算優(yōu)越性世界紀錄。2025年3月3日,國際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》發(fā)表了該研究成果,審稿人認為其“構(gòu)建了目前最高水準的超導(dǎo)量子計算機”。“祖沖之三號”包含105個可讀取比特和182個耦合比特,多項關(guān)鍵性能指標大幅提升。經(jīng)測試,“祖沖之三號”完成83比特32層的隨機線路采樣,以目前最優(yōu)經(jīng)典算法為比較標準,計算速度比當前最快的超級計算機快千萬億倍,也比2024年10月谷歌公開發(fā)表的成果快百萬倍,為目前國際超導(dǎo)體系中最強的量子計算優(yōu)越性。更關(guān)鍵的進展在于,首次實現(xiàn)了量子糾錯的“盈虧平衡點”——邏輯量子比特的相干時間超過其編碼過程中最短物理量子比特的相干時間,驗證了量子糾錯的凈保護增益,為實現(xiàn)容錯量子計算奠定了基礎(chǔ)。

基于統(tǒng)一控制方案的任意兩比特門的高效實現(xiàn)

2025年8月,清華大學(xué)計算機系量子軟件研究中心陳建鑫課題組與北京量子信息科學(xué)研究院燕飛團隊合作,在量子計算機體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域,取得重要進展。研究團隊在國際上首次實現(xiàn)了,支持任意兩比特量子門直接編程的指令集架構(gòu)AshN,相關(guān)研究成果以“基于統(tǒng)一控制方案的任意兩比特門的高效實現(xiàn)”為題發(fā)表于《自然·物理》(Nature Physics)。

潘建偉團隊在“祖沖之3.2號”上實現(xiàn)低于閾值的量子糾錯

2025年12月,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)稱,基于超導(dǎo)量子處理器“祖沖之3.2號”,潘建偉院士團隊在量子糾錯方向上實現(xiàn)了“低于閾值,越糾越對”的重大進展,為量子計算機走向?qū)嵱玫於酥匾A(chǔ)。相關(guān)成果于2025年12月22日在國際學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》發(fā)表。實現(xiàn)“低于閾值”的量子糾錯是全球量子計算領(lǐng)域長期追尋的核心目標,也是驗證量子計算系統(tǒng)能否從原型機走向?qū)嵱没年P(guān)鍵里程碑之一。這一新的技術(shù)路線,為構(gòu)建百萬比特級量子計算機提供了一種更具優(yōu)勢的解決方案。

參考資料 >

中國科大在光量子計算領(lǐng)域取得重要進展:態(tài)空間維數(shù)提高百億倍,玻色取樣逼近里程碑 .中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)新聞網(wǎng).2023-08-21

量子計算術(shù)語解釋.江門市政務(wù)服務(wù)數(shù)據(jù)管理局.2023-07-14

量子計算:后摩爾時代計算能力提升的解決方案.人民論壇網(wǎng).2023-07-14

“脆弱”的量子比特,如何成為量子計算“主心骨”.新華網(wǎng).2023-07-14

量子相干和量子糾纏具有操作等效性 新發(fā)現(xiàn)有望推動更廣泛的量子技術(shù)研究.中國科學(xué)院.2023-07-14

量子計算又達里程碑,“量子糾錯”成色如何.新華每日電訊.2023-07-14

我國科學(xué)家實現(xiàn)51個超導(dǎo)量子比特簇態(tài)制備 大幅刷新世界紀錄.新華網(wǎng).2023-07-14

刷新世界紀錄 我國量子計算研究取得新進展.西部網(wǎng).2023-07-14

中國科學(xué)家構(gòu)建國際首個基于糾纏的城域量子網(wǎng)絡(luò).百家號.2024-05-16

“祖沖之三號”問世!中國再創(chuàng)全球量子計算優(yōu)越性里程碑.百家號.2025-03-04

清華團隊在量子計算領(lǐng)域取得重要突破.今日頭條.2025-08-16

返回央視新聞.新浪微博.2025-12-23

我國提出的首個量子計算領(lǐng)域的國際標準項目已成功立項.北京交通大學(xué)物流標準化研究所.2023-07-14

一文看懂量子計算:原理、應(yīng)用、行業(yè)現(xiàn)狀...2021-12-28

IBM研究院院長:量子計算“大爆發(fā)”將在十年內(nèi)到來.今日頭條-澎湃新聞.2023-07-14

我國量子計算研究獲重要進展:科學(xué)家領(lǐng)銜實現(xiàn)高性能單光子源.新華網(wǎng).2023-07-14

龍桂魯|量子計算機的研發(fā)進展與未來展望.今日頭條.2021-12-28

量子計算可行性研究里程碑:新型物質(zhì)相可使信息存儲時間更長.齊魯晚報.2022-07-21

錨定次時代數(shù)據(jù)生態(tài),這家汽車公司在量子計算領(lǐng)域擲下重金.今日頭條-界面新聞.2023-07-14

5000量子比特,D-Wave宣布“下一代量子計算平臺”.中國科技網(wǎng).2023-07-14

我國科學(xué)家首次展示量子模擬中非局域性作用.新華網(wǎng).2023-07-14

俄加入全球量子計算戰(zhàn)局.今日頭條-光明網(wǎng).2023-07-14

華為首次曝光量子計算成果.36kr.com.2021-12-28

百度世界2020開幕 百度量子計算為新基建增添動能.新浪財經(jīng).2023-07-14

我國首個量子計算全球開發(fā)者平臺正式上線,推動全球普及應(yīng)用 .澎湃新聞.2023-08-21

英特爾與荷蘭量子機構(gòu)制造首個大規(guī)模硅量子比特.澎湃新聞.2023-08-28

百度發(fā)布全球首個全平臺量子軟硬一體解決方案.百家號.2023-08-21

最新發(fā)布!2023十大科技趨勢預(yù)測.微信公眾平臺.2023-08-21

實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用!京企發(fā)布國內(nèi)首臺相干光量子計算機.百家號.2023-08-28

【中國科學(xué)報】他們讓光子跳出霍爾舞步.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)新聞網(wǎng).2024-05-16

量子計算迎來分水嶺,“祖沖之三號”量子計算機突破“不可能”.科普中國.2025-10-16

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