超导量子计算机“祖冲之三号”来了

　　量子计算被誉为未来科技的“颠覆性技术”，其应用潜力几乎涵盖了所有领域，包括人工智能、材料科学、化学、金融等，在复杂科学计算、密码破解、药物研发等领域有着巨大的潜在应用价值。

　　“量子计算优越性”是指量子计算机需要在特定的问题求解上，表现出超越经典计算机的能力，从而解决连超级计算机都无法在短时间内解决的计算任务。量子优越性是量子计算具备应用价值的前提条件，也是当前一个国家量子计算研究实力的直接体现。

　　12月17日，中国科学技术大学潘建伟院士团队在arXiv平台上发布我国研制的具备105个量子比特的超导量子计算机“祖冲之三号”的相关成果。实验数据显示，“祖冲之三号”的性能优于谷歌“悬铃木”，各项性能指标也与谷歌一周前刚刚发布的Willow达到同一量级。

　　2022年，中国科学家首先在“祖冲之二号”超导量子处理器上实现了码距为3的表面码量子纠错，首次验证了表面码方案的可行性。2023年，谷歌实现了码距为3和5的表面码逻辑比特，首次展示了错误率随着码距的增加而下降。

　　2024年12月的最新工作中，谷歌利用“垂柳”处理器实现了码距为3、5和7的表面码逻辑比特，并更为显著地降低了逻辑比特的错误率，从原理上验证了表面码方案的扩展性，为集成和操纵大规模量子比特系统奠定了重要技术基础。

　　中国科学技术大学超导量子团队正在基于“祖冲之三号”处理器开展相关工作，计划在数月内实现码距为7的表面码逻辑比特，并进一步将码距扩展到9和11，为实现大规模量子比特的集成和操纵铺平道路。“祖冲之三号”超导量子计算机在前代的基础上，进一步优化了设计与工艺，在比特数与性能上面都有了全方位的提升，各项性能指标与“垂柳”处理器旗鼓相当。

　　“祖冲之三号”的发布，表明我国在量子比特操控精度、量子纠错等关键技术上取得了显著进步，打破了国外在该领域的部分技术垄断，激励更多国内科研力量和企业投身量子科技研发，促进国内量子科技产业链的逐步形成与完善。

　　从全球来看，量子科技已成为科技竞争的新高地，谷歌、IBM、微软等公司都在积极推进量子计算的发展，中国在量子计算领域的技术积累和国家政策的支持使其成为未来全球量子科技竞争中不可忽视的一股力量。

　　展望后市，2023年全球量子计算产业规模达到47亿美元，预计到2035年总市场规模有望达到8117亿美元，年复合平均增长率(CAGR)将达到44.8%。

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