中国科学家在量子计算领域取得了重大突破，其自主研发的“祖冲之三号”量子计算机于近日在线上平台发布了研究成果。这款拥有105个量子比特的超导量子计算机，相较于谷歌在2024年10月发布的72比特“悬铃木”处理器，在计算优越性上实现了六个数量级的超越，成为了目前超导量子计算领域的佼佼者。
上图展示了“祖冲之三号”超导量子计算芯片的示意图，其复杂的构造和设计无不彰显着中国在量子计算技术上的深厚积累与创新能力。
量子计算优越性，是量子计算机能否在实际应用中展现出超越经典计算机能力的关键所在。这一优越性的实现，意味着量子计算机能够解决那些即便是超级计算机也难以在短时间内完成的计算任务。而“祖冲之三号”的成功，无疑为中国在量子计算领域的实力增添了浓墨重彩的一笔。
回溯历史，谷歌曾在2019年宣布其53比特“悬铃木”量子处理器实现了量子计算优越性。然而，这一成果在随后几年中受到了中国科学家的有力挑战。中国研究人员通过发展更加先进的经典算法，成功地在更短的时间内完成了同样的任务，从而推翻了谷歌当时的宣称。
此后，中国科学家在量子计算领域不断取得突破。2020年，中国科学技术大学构建的“九章”光量子计算原型机首次在光子路线上严格证明了量子计算优越性；2021年，“祖冲之二号”处理器又在超导体系上实现了这一里程碑。至此，中国成为了世界上唯一在两种物理体系上达到“量子计算优越性”里程碑的国家。
在达到这一里程碑后，量子计算研究的重点逐渐转向了突破量子纠错技术。这一技术对于量子比特的大规模集成和操纵至关重要，是实现容错通用量子计算机的基础。中国科学家在“祖冲之二号”处理器上首次实现了码距为3的表面码量子纠错，验证了表面码方案的可行性。而谷歌也在此后不断取得进展，实现了码距更大、错误率更低的表面码逻辑比特。
如今，“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，不仅在比特数上有所增加，性能也得到了全方位的提升。中国科学技术大学超导量子团队正在基于这款处理器开展相关工作，计划在未来数月内实现码距为7的表面码逻辑比特，并进一步将码距扩展到9和11。这一系列的进展，无疑为实现大规模量子比特的集成和操纵铺平了道路。
随着全球主要科技国家在量子计算领域的规划布局不断加强，量子计算已成为综合国力竞争的重要焦点。中国在这一领域的持续突破和创新，不仅提升了自身的科技实力，也为全球量子计算技术的发展贡献了中国智慧和力量。
