中國(guó)科大中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院潘建偉、朱曉波、彭承志等組成的研究團(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)”并在此基礎(chǔ)上實(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。

據(jù)《光明日?qǐng)?bào)》報(bào)道，相關(guān)研究成果5月7日在線(xiàn)發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志。審稿人說(shuō)：“在大尺度晶格上首次實(shí)現(xiàn)了量子行走的實(shí)驗(yàn)觀(guān)測(cè)……這是一項(xiàng)清晰而令人贊嘆的實(shí)驗(yàn)”。

量子計(jì)算機(jī)在原理上具有超快的并行計(jì)算能力，相比經(jīng)典計(jì)算機(jī)，可望通過(guò)特定算法在如密碼破譯、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、材料設(shè)計(jì)、藥物分析等一些具有重大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的問(wèn)題方面實(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(guó)家競(jìng)相角逐的焦點(diǎn)。

超導(dǎo)量子計(jì)算，作為最有希望實(shí)現(xiàn)可拓展量子計(jì)算的候選者之一，其核心目標(biāo)是如何同步地增加所集成的量子比特?cái)?shù)目以及提升超導(dǎo)量子比特性能，從而能夠高精度相干操控更多的量子比特，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定問(wèn)題處理速度上的指數(shù)加速，并最終應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題中。

“祖沖之號(hào)”是目前公開(kāi)報(bào)道的世界上最大量子比特?cái)?shù)的超導(dǎo)量子體系，是一個(gè)重要的里程碑，為在超導(dǎo)量子系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)越性展示及可解決具有重大實(shí)用價(jià)值問(wèn)題的量子計(jì)算研究奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

此外，基于“祖沖之號(hào)”量子計(jì)算原型機(jī)的二維可編程量子行走在量子搜索算法、通用量子計(jì)算等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用，將是后續(xù)發(fā)展的重要方向。