近日，中国科学技术大学传来振奋人心的消息：该校潘建伟、朱晓波、彭承志等科研人员，携手上海量子科学研究中心、河南省量子信息与量子密码重点实验室、中国计量科学研究院等多家国内科研机构，成功构建了105比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”。相关成果于北京时间3月3日以封面论文的形式发表在国际学术期刊《物理评论快报》上，审稿人评价其“构建了目前最高水准的超导量子计算机”，这标志着我国在量子计算领域再次取得重大突破，领跑国际前沿。

量子计算被视为下一代信息革命的关键技术，而“量子计算优越性”是衡量一个国家量子计算研究实力的关键指标，它验证了量子计算机超越传统计算机的可行性，是量子计算具备应用价值的前提条件。在量子计算的赛道上，中美两国处于国际第一方阵，呈现出交替领先的激烈竞争态势。2019年，谷歌率先宣称实现量子计算优越性，其53比特“悬铃木”处理器在200秒内完成的随机线路采样任务，用当时最快的超级计算机进行模拟需要约一万年。但很快，中国科学技术大学演示了更先进的经典算法，用1400余块A100 GPU仅需约14秒即可完成同样的任务；若使用“前沿”超算并配备更大内存，预计只需1.6秒即可完成。此后，中国科研团队后来居上，在不同技术路线上持续发力。2020年，中国在“九章”光量子计算原型机上实现国际首个被严格证明的量子计算优越性；2021年，66比特的超导量子计算原型机“祖冲之二号”研制成功，中国率先成为在超导和光量子两条技术路线上都实现“量子优越性”的国家 ，求解量子随机线路采样问题比当时全球最快的超级计算机快1000万倍以上。

此次“祖冲之三号”的诞生，更是在“祖冲之二号”的基础上实现了关键性能指标的大幅提升。它集成了105个可读取比特和182个耦合比特，量子比特相干时间达到72微秒，并行单比特门保真度达到99.90%，并行两比特门保真度达到99.62%，并行读取保真度达到99.13%，综合性能达到国际领先水平。经测试，“祖冲之三号”完成83比特32层的随机线路采样，以目前最优经典算法为比较标准，处理量子随机线路采样问题的速度比目前国际最快的超级计算机快千万亿倍，也比2024年10月谷歌公开发表的最新成果快百万倍，创造了目前超导体系量子计算优越性的最强纪录。

“祖冲之三号”采用二维网格比特排布芯片架构，直接兼容易于实现规模化拓展的表面码量子纠错算法。目前，科研团队正基于“祖冲之三号”开展码距为7的表面码纠错研究，并已取得良好进展，后续计划进一步将码距扩展到9和11，为实现大规模量子比特的集成和操纵奠定坚实基础。此外，在取得最强“量子计算优越性”后，团队还在量子纠错、量子纠缠、量子模拟、量子化学等多方面加快探索。

中国成功研制“祖冲之三号”，不仅是科研团队智慧与努力的结晶，更是我国在量子计算领域长期战略布局和持续投入的成果体现。未来，随着量子计算技术的不断发展和突破，有望在密码破译、大数据优化、材料设计、药物分析等诸多具有重大社会和经济价值的领域发挥巨大作用，为人类社会的发展带来深远变革 。相信在科研人员的不懈努力下，量子计算技术将逐步从实验室走向实际应用，开启一个全新的量子时代。