超導量子計算機“祖沖之三號”來了！
【化工儀器網 項目成果】量子計算被譽為未來科技的“顛覆性技術”，其應用潛力幾乎涵蓋了所有領域，包括人工智能、材料科學、化學、金融等，在復雜科學計算、密碼破解、藥物研發等領域有著巨大的潛在應用價值。
“量子計算優越性”是指量子計算機需要在特定的問題求解上，表現出超越經典計算機的能力，從而解決連超級計算機都無法在短時間內解決的計算任務。量子優越性是量子計算具備應用價值的前提條件，也是當前一個國家量子計算研究實力的直接體現。
12月17日，中國科學技術大學潘建偉院士團隊在arXiv平臺上發布我國研制的具備105個量子比特的超導量子計算機“祖沖之三號”的相關成果。實驗數據顯示，“祖沖之三號”的性能優于谷歌“懸鈴木”，各項性能指標也與谷歌一周前剛剛發布的Willow達到同一量級。
2022年，中國科學家首先在“祖沖之二號”超導量子處理器上實現了碼距為3的表面碼量子糾錯，首次驗證了表面碼方案的可行性。2023年，谷歌實現了碼距為3和5的表面碼邏輯比特，首次展示了錯誤率隨著碼距的增加而下降。
2024年12月的最新工作中，谷歌利用“垂柳”處理器實現了碼距為3、5和7的表面碼邏輯比特，并更為顯著地降低了邏輯比特的錯誤率，從原理上驗證了表面碼方案的擴展性，為集成和操縱大規模量子比特系統奠定了重要技術基礎。
中國科學技術大學超導量子團隊正在基于“祖沖之三號”處理器開展相關工作，計劃在數月內實現碼距為7的表面碼邏輯比特，并進一步將碼距擴展到9和11，為實現大規模量子比特的集成和操縱鋪平道路。“祖沖之三號”超導量子計算機在前代的基礎上，進一步優化了設計與工藝，在比特數與性能上面都有了全方位的提升，各項性能指標與“垂柳”處理器旗鼓相當。
“祖沖之三號”的發布，表明我國在量子比特操控精度、量子糾錯等關鍵技術上取得了顯著進步，打破了國外在該領域的部分技術壟斷，激勵更多國內科研力量和企業投身量子科技研發，促進國內量子科技產業鏈的逐步形成與完善。
從全球來看，量子科技已成為科技競爭的新高地，谷歌、IBM、微軟等公司都在積極推進量子計算的發展，中國在量子計算領域的技術積累和國家政策的支持使其成為未來全球量子科技競爭中不可忽視的一股力量。
展望后市，2023年全球量子計算產業規模達到47億美元，預計到2035年總市場規模有望達到8117億美元，年復合平均增長率(CAGR)將達到44.8%。
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