“祖冲之2.1”进一步增强量子计算算力优势 | Science Bulletin封面文章

高精度地扩展量子比特规模是实现实用量子计算必须克服的基础难题。近期中国科学技术大学、中科院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队与中科院上海技术物理研究所合作，成功将66比特超导量子计算原型机“祖冲之2.0”升级至“祖冲之2.1”，实现了更大规模的“量子计算优越性”，相关论文以封面文章发表于Science Bulletin 2022年第3期。

图1：“祖冲之2.1”量子处理器图

“祖冲之2.1”处理器的基本量子操控保真度分别为：单比特门99.84%，两比特门99.40%，读取97.74%，相比“祖冲之2.0”系统在读取上得到了巨大的提升。

为了表征系统的整体性能，该文通过执行随机量子线路采样任务进行基准测试，实现了60比特24深度的随机量子线路采样，线路最终保真度为(0.036±0.003)%。该线路的经典模拟复杂度比此前的“祖冲之2.0”实现的最大规模(55比特20深度)高5000倍，因此，该研究工作进一步增强了超导量子计算的“量子计算优越性”。

图2：量子随机线路取样保真度随线路深度的变化及超级计算机“富岳”完成相同任务需要的时间。

该工作受到了安徽省、上海市、科技部和中科院的支持。

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Qingling Zhu, Sirui Cao, Fusheng Chen, et al. Quantum computational advantage via 60-qubit 24-cycle random circuit sampling. Science Bulletin, 2022, 67(3): 240-245. https://doi.org/10.1016/j.scib.2021.10.017