标题:中国祖冲之3.0量子电脑突破性进展，宣称性能与Willow相当
新闻来源:iKnow科技产业资讯室
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在全球量子计算研究日益激烈的竞争中，中国研究团队最新发表的研究成果令人瞩目。他
们宣布其祖冲之3.0超导量子电脑完成了一项惊人的计算任务，这项任务若由目前世界最
快的超级电脑Frontier(来自美国能源部橡树岭国家实验室)来执行，将需要超过64亿年才
能完成。这项突破不仅展现了量子运算能力的重大进展，更标志着中国在量子运算研究领
域已与美国并驾齐驱。
由中国量子运算之父潘建伟领导的研究团队表示，祖冲之3.0配备了105个具有高操作保真
度的量子位元。在最新的实验中，该系统使用83个量子位元进行了32个周期的随机电路取
样，仅用数百秒就完成了一百万个样本的运算。这项成就较Google的Sycamore处理器的先
前纪录有显著提升，模拟复杂度提高了六个数量级。
在技术实现方面，祖冲之3.0采用了创新的“倒晶封装”(Flip Chip)技术来整合处理器组
件，并运用蓝宝石基底架构，结合先进的衰减器配置和钽-铝元件，有效降低了噪声并延
长了量子相干时间。这些改进使得弛豫时间(relaxation time)延长到72微秒，去相位时
间（dephasing time）达到58微秒，大幅提升了处理器在运算过程中的稳定性。
相较于Google的Willow量子系统，祖冲之3.0走出了不同的技术路线。Willow着重于容错
技术的开发，其表面编码逻辑量子位元的每周期错误率低于0.15%，优于物理量子位元的
表现。这种差异凸显了量子运算发展的两条路径：一是推动硬件极限，二是完善错误校正
以支持未来的量子算法。
在实验设计上，研究团队选择了随机电路取样这一量子优势验证的标准任务。祖冲之3.0
使用83个量子位元执行了32个周期的电路运算，在短短数秒内生成了一百万个样本。相比
之下，Google的Sycamore处理器完成的类似任务仅使用了67个量子位元。
单量子位元闸、双量子位元闸和读取操作的运作保真度分别达到99.90%、99.62%和99.18%
，这些数据较祖冲之2.0有明显提升。研究团队将这些进步归功于优化的电路设计、降噪
技术的改进以及制程制造的提升。
尽管取得了重大突破，研究团队也坦承目前仍面临诸多挑战。现阶段的量子运算任务仍局
限于证明量子优势，尚未能解决实际问题。此外，随着系统规模扩大，验证大规模量子运
算结果的难度也在增加。
研究人员指出，未来的发展方向将聚焦于提高量子位元数量和电路复杂度，同时加强错误
校正技术的研究。他们也强调了量子-传统(古典)混合系统在实际应用中的重要性。
在工程层面，改善量子相干时间和降低操作错误率仍是关键挑战。同时，开发适合量子架
构的软件和算法对于释放量子运算潜力也至关重要。
研究团队对量子运算的未来持乐观态度。随着技术不断进步，他们认为量子处理器将在优
化、机器学习和药物发现等领域发挥重要作用。研究团队预计在未来几个月内为祖冲之
3.0整合类似于Google Willow的错误校正技术，进一步提升系统的可靠性和实用性。
这项突破性进展已发表在预印本服务器arXiv上，研究团队表示将提交正式同行评审。这
一成就不仅推进了量子硬件的发展，更为解决复杂的运算难题开辟了新的可能性。
心得:
中国量子计算团队的突破性研究成果展示了量子运算的惊人潜力，祖冲之3.0超导量子电
脑在计算能力上达到前所未有的成就，显示出与美国领先技术的竞争力。透过创新的硬件
设计和技术提升，该系统成功完成了复杂的随机电路取样运算，显示量子计算的巨大进步
。然而，研究团队仍面临许多挑战，未来需进一步提升量子位元数量、错误校正技术及实
用性，并加强量子与古典系统的整合。