量子电脑「祖冲之号」运算1.2小时 等于超级电脑跑8年

中国研制的量子电脑「祖冲之号」。 （澎湃新闻）

「我们估计『祖冲之号』在1.2小时内完成的采样任务，最强大的超级电脑至少需要8年的时间。」6月28日，中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟的团队在arXiv平台上传题为「Strong quantum computational advantage using a superconducting quantum processor」〈使用超导量子处理器具备强大的量子计算优势〉的论文预印版中写道。

《澎湃新闻》报导，潘建伟团队称，为了证明量子计算的优越性，用高精度的控制将量子位扩展到大量量子位是必不可少的。该团队开发了一个二维可编程超导量子处理器——「祖冲之号」，它是由66个功能量子比特组成的可调谐耦合结构，这比之前的原型机增加了4个量子比特。

「我们使用随机量子电路采样作为衡量量子处理器整体能力的指标。」潘建伟团队表示，实验结果表明，该处理器能够以高达56个量子比特和20个周期的系统大小完成采样任务。

潘建伟团队称，该实验明确建立了一个计算任务，量子电脑可以在1.2小时内完成，但对于任何超级电脑来说，至少需要一个不合理的时间。

澎湃新闻报导，「祖冲之号」于今年5月研制成功，相关研究成果于2021年5月7日线上发表在国际学术期刊《科学》杂志上。

中国科学院量子信息与量子科技创新研究院官网刊文介绍称，量子电脑在原理上具有超快的并行计算能力，可望通过特定算法在一些具有重大社会和经济价值的问题方面（如密码破译、大数据优化、材料设计、药物分析等）相比经典电脑实现指数级别的加速运算能力。

当前，量子电脑研制作为世界科技前沿的重大挑战之一，已经成为欧美各发达国家竞相角逐的焦点。超导量子计算，作为最有希望实现可拓展量子计算的候选者之一，其核心目标是如何同步地增加所集成的量子比特数目以及提升超导量子比特性能，从而能够高精度相关操控更多的量子比特，实现对特定问题处理速度上的指数加速，并最终应用于实际问题中。

论文称，潘建伟、朱晓波、彭承志等长期瞄准超导量子计算的上述核心目标，取得了一系列重要进展。近期，该团队在自主研制二维结构超导量子比特芯片的基础上，成功构建了国际上超导量子比特数目最多、包含62个比特的可编程超导量子计算原型机「祖冲之号」，并在该系统上成功进行了二维可编程量子行走的演示。

此外，基于「祖冲之号」量子计算原型机的二维可编程量子行走在量子搜索算法、通用量子计算等领域具有潜在应用，将是后续发展的重要方向。上述项目受到了中国科学院、安徽省、科技部、上海市和基金委的支持。