我國科學(xué)家研制出24個(gè)比特的高性能超導量子處理器

量子比特的數量和操縱精度，是當前國際量子計算科研的兩大核心難題。近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團隊與中科院物理研究所范桁研究員團隊合作，研制出包含24個(gè)比特的高性能超導量子處理器，并首次在固態(tài)量子計算系統中實(shí)現了超過(guò)20比特的高精度量子相干調控，在研制量子計算機的道路上邁出重要一步。國際權威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》日前發(fā)表了該研究成果。

上世紀80年代，諾貝爾獎獲得者理查德·費曼等人提出構想，基于兩個(gè)奇特的量子特性——量子疊加和量子糾纏構建“量子計算”。隨著(zhù)可操縱的量子比特數量增加，量子計算的運算能力將指數級增長(cháng)，從而實(shí)現遠超傳統電子計算機的性能。

當前，國際學(xué)界在多條技術(shù)路線(xiàn)上研究量子計算，超導量子計算被認為是其中最有可能實(shí)現實(shí)用化的方案之一。近年來(lái)，中科大潘建偉、朱曉波、彭承志等學(xué)者在超導量子計算研究方面取得了一系列重要進(jìn)展。其中今年以來(lái)，打破了之前創(chuàng )造的10個(gè)超導量子比特糾纏的紀錄，并開(kāi)創(chuàng )性實(shí)現了“量子隨機行走”。

近期，潘建偉團隊與中科院物理所范桁團隊合作，他們在系統連接性、讀取效率、操控串擾及精度等問(wèn)題上反復實(shí)驗探索，成功地將芯片結構從一維擴展到準二維，研制出包含24個(gè)比特的高性能超導量子處理器。并首次在固態(tài)量子計算系統中，完成對“玻色—哈伯德”梯子模型多體量子系統的模擬，實(shí)現了超過(guò)20比特的高精度量子相干調控。

據了解，他們的研究顯示了超導量子芯片作為量子模擬平臺的強大應用潛力，為利用多量子比特系統研究多體物理系統奠定基礎，在實(shí)現實(shí)用化量子計算機的研究道路上邁出重要一步。