新華社合肥5月8日電（記者徐海濤）記者5月8日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉院士團隊近期成功研制了目前國際上超導(dǎo)量子比特數(shù)量最多的量子計算原型機“祖沖之號”，操縱的超導(dǎo)量子比特達到62個，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了可編程的二維量子行走。日前，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表了該研究成果。
當(dāng)前，量子計算機作為世界科技前沿重大挑戰(zhàn)之一，已成為各國角逐的焦點。量子計算機在原理上具有超快的并行計算能力，可望通過特定算法在密碼破譯、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、天氣預(yù)報、材料設(shè)計、藥物分析等領(lǐng)域，提供相比傳統(tǒng)計算機指數(shù)級別的加速。
國際學(xué)術(shù)界研究量子計算有多條技術(shù)路線，超導(dǎo)量子計算是其中最有希望的候選者之一，其核心研究目標(biāo)是增加“可操縱”的量子比特數(shù)量，并提升操縱的精度，最終應(yīng)用于實際問題。
中科大潘建偉、朱曉波、彭承志等人長期研究超導(dǎo)量子計算，先后實現(xiàn)了保真度達70％的12比特超導(dǎo)量子芯片、24個比特的高性能超導(dǎo)量子處理器等國際前沿成果。近期，他們在自主研制二維結(jié)構(gòu)超導(dǎo)量子比特芯片的基礎(chǔ)上，成功構(gòu)建了目前國際上超導(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“祖沖之號”。
研究團隊在二維結(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，實驗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，實現(xiàn)了可編程的雙粒子量子行走。
據(jù)悉，該成果為在超導(dǎo)量子系統(tǒng)上實現(xiàn)量子優(yōu)越性，以及后續(xù)研究具有重大實用價值的量子計算奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。此外，基于“祖沖之號”量子計算原型機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，也將是后續(xù)重要的發(fā)展方向。