大国重器：“祖冲之三号”量子计算机

鄠邑闲人

在量子计算的领域，中国的科学家们正以惊人的速度向前迈进。中国科学技术大学潘建伟院士团队研制的“祖冲之三号”超导量子计算机，集成了105个量子比特，标志着我国在量子计算领域又迈出了坚实的一步。这台计算机由两块蓝宝石芯片组成，一块承载着105个量子比特和182个耦合器，另一块则集成了所有控制线和读取谐振器。这一成就不仅让“祖冲之三号”成为2024年12月超导量子计算的最强优越性代表，也让我们回想起2020年“九章”光量子计算原型机首次证明量子计算优越性的辉煌时刻。

2024年12月17日，当“祖冲之三号”在arXiv线上发表时，它超越了谷歌“悬铃木”处理器的72比特记录，成为当时超导量子计算领域的佼佼者。在前代基础上优化设计与工艺后，“祖冲之三号”在比特数与性能上实现了全方位提升。这不仅是一次技术的飞跃，更是一次对全球量子计算领域发出的挑战。

在“祖冲之三号”中，单量子比特门保真度达到了99.90%，双量子比特门保真度达到了99.62%。2025年3月，中国科学技术大学的科学家们成功构建了105比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”，再次刷新了超导量子计算的记录。这一成就，不仅让中国在量子计算领域保持领先地位，也证明了中国科学家在这一领域的深厚积累与创新能力。

从2020年的“九章”光量子计算原型机到2022年的“祖冲之二号”，再到2024年的“祖冲之三号”，中国科学家们在量子计算领域不断探索，不断突破。基于“祖冲之三号”处理器，中国科学技术大学超导量子团队计划在数月内实现码距为7的表面码逻辑比特，并进一步将码距扩展到9和11，为实现大规模量子比特的集成和操纵铺平道路。

2025年，中国科学家成功构建了当时最高水准的超导量子计算机——105比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”，处理“量子随机线路采样”问题的速度比国际最快的超级计算机快千万亿倍。这一成果发表在国际知名学术期刊《物理评论快报》上，审稿人评价其为“构建了目前最高水准的超导量子计算机”。

2024年12月17日，中国科学技术大学潘建伟院士团队在arXiv平台上发布“祖冲之三号”的相关成果。实验数据显示，“祖冲之三号”的性能优于谷歌“悬铃木”，各项性能指标也与谷歌一周前发布的Willow达到同一量级。这一成就，不仅让中国在量子计算领域保持领先地位，也证明了中国科学家在这一领域的深厚积累与创新能力。

虽然“祖冲之三号”在量子比特数量上实现了突破，但潘建伟院士提醒我们，现在的量子计算机就像刚发明的蒸汽机，离真正拉动工业革命还早得很。这一提醒，既是对火热投资的冷静思考，也是对未来方向的明确指引。

2025年3月3日，由中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志等科研团队联合国内多家科研机构研制的“祖冲之三号”正式对外发布。这一成果不仅在国际知名学术期刊《物理评论快报》上发表，还获得了审稿人的高度评价，认为其“构建了目前最高水准的超导量子计算机”。

从“祖冲之二号”到“祖冲之三号”，每一次性能指标的提升，都是中国科学家们在量子计算领域不断探索的结果。集成105个可读取比特、182个耦合比特的“祖冲之三号”，处理量子随机线路采样问题的速度比目前最快的超级计算机快千万亿倍，再次创造了超导量子计算优越性的最强纪录。

从“祖冲之1号”到“祖冲之3号”，从“九章1号”到“九章3号”，中国科学家们在量子计算领域不断实现突破，展现了量子计算优越性。下一步，他们将致力于研制专用量子计算模拟机，解决特定问题，最终目标是研制出可编程的通用量子计算机。

研制通用量子计算机，不仅需要将量子比特数量从百级提升至百万千万级别，还要在大规模操纵的情况下保持高精度，同时提升容错纠错能力、相干时间等指标。这一技术挑战巨大，至少还需要10多年时间，通用量子计算机才有可能面世。

“祖冲之三号”实现量子计算优越性新纪录，标志着中国在量子计算领域的又一重大突破。这一成就，不仅是科学家们智慧与努力的结晶，也是中国在科技领域不断进取的象征。