來源：光明網(wǎng)

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院的研究團(tuán)隊(duì)，成功研制了62比特可編程超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之號(hào)”，這是目前公開報(bào)道的世界上最大量子比特?cái)?shù)的超導(dǎo)量子體系。

在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了可編程的二維量子行走，這是實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模量子模擬，甚至邁向通用量子計(jì)算的一條途徑。相關(guān)研究成果于5月7日在線發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

量子計(jì)算機(jī)在原理上具有超快的并行計(jì)算能力，可望通過特定算法在一些具有重大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的問題如密碼破譯、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、材料設(shè)計(jì)、藥物分析等方面，相比于經(jīng)典計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)別的加速。

當(dāng)前，量子計(jì)算機(jī)研制作為世界科技前沿的重大挑戰(zhàn)之一，已經(jīng)成為歐美各發(fā)達(dá)國家競相角逐的焦點(diǎn)。

二維超導(dǎo)量子比特芯片示意圖， 每個(gè)橘色十字代表一個(gè)量子比特。

近期，該團(tuán)隊(duì)在自主研制二維結(jié)構(gòu)超導(dǎo)量子比特芯片的基礎(chǔ)上，成功構(gòu)建了國際上超導(dǎo)量子比特?cái)?shù)目最多、包含62個(gè)比特的可編程超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之號(hào)”，并在該系統(tǒng)上成功進(jìn)行了二維可編程量子行走的演示。科研人員在二維結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)量子比特芯片上，觀察了單粒子及雙粒子激發(fā)情形下的量子行走現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)研究了二維平面上量子信息傳播速度，同時(shí)通過調(diào)制量子比特連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方式構(gòu)建馬赫——曾德爾干涉儀，實(shí)現(xiàn)了可編程的雙粒子量子行走。

在超導(dǎo)量子處理器上成功演示可編程量子行走，這是一個(gè)重要的里程碑。它為進(jìn)行更復(fù)雜量子多體模擬提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；未來，基于這一原理，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)量子搜索算法，甚至通用量子計(jì)算。