国盾量子披露“祖冲之2.1”：任务难度比2.0高3数量级

中国科学技术大学10月26日发布消息，该校潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队与中科院上海技术物理研究所合作，成功构建66比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之二号”，使得我国首次在超导体系达到了“量子计算优越性”里程碑。国盾量子充分发挥了企业在科技创新中的作用，是这项“硬科技”研究的参与单位之一。
对于“量子随机线路取样”任务，“祖冲之二号”的计算速度比目前最快的超级计算机快7个数量级。近日，研究团队之一的国盾量子披露了最新进展：“祖冲之2.1”所完成任务的难度比“祖冲之2.0”又高出了3个数量级。“量子计算优越性”是指量子计算机对特定问题的求解超越超级计算机，这是量子计算发展的第一个里程碑，达到该里程碑需要相干操纵50个以上量子比特。超导量子比特与光量子比特是国际公认的有望实现可扩展量子计算的物理体系。
2020年，我国科学家构建的76个光子的量子计算原型机“九章一号”，求解数学算法高斯玻色取样只需200秒，使我国首次实现“量子计算优越性”。
2021年5月，研究团队在“祖冲之一号”的基础上，采用全新的倒装焊3D封装工艺，解决了大规模比特集成的问题，研制成功了“祖冲之二号”，实现了66个数据比特、110个耦合比特、11路读取的高密度集成，最大态空间维度达到了10的19次方。通过量子编程的方式，研究人员实现了对量子随机线路取样，演示了“祖冲之二号”可用于执行任意量子算法的编程能力。
根据目前已公开的最优化经典算法，“祖冲之二号”处理量子随机线路取样问题，计算复杂度比谷歌的53比特超导量子计算原型机“悬铃木”提高了6个数量级，在计算速度上，“悬铃木”比目前最快的超级计算机快2个数量级，“祖冲之二号”比目前最快的超级计算机快7个数量级。
值得注意的是，“祖冲之二号”也是我国量子信息领域“产学研”联合攻关的缩影。论文中特别感谢了国盾量子在室温电子学系统搭建和维护上的贡献。除了中国科学技术大学研究员、国盾量子董事长彭承志外，该公司量子调控部洪林音、杨威风、周亮是论文的署名作者，并有多名其他技术人员参与了“祖冲之二号”项目。与国外谷歌、微软、IBM等投入巨额资金进行量子计算研究不同，国内相关突破的取得仍以科研院所为主。国盾量子作中国最早从事量子科技产业化的企业，长期致力于推动“产学研用”一体化建设，以科研引导产业，以产业反哺前沿科研。
在量子计算领域，国盾量子已携手中国科大突破国外同类技术垄断，推出自主可控的国产超导量子计算调控系统——“ez-Q Engine”，服务于国内的科研客户。企业在集成化、工业化过程的经验积累和可靠性提升，也反过来为包括“祖冲之二号”在内的前沿量子计算研究提供助力。
“祖冲之二号” 使我国成为目前世界上唯一在两种物理体系达到“量子计算优越性”里程碑的国家，相关论文发表在著名物理学期刊《Physical Review Letters》（被选为“编辑推荐”）和中国科学院主办的《Science Bulletin》上，相关实验数据已独家发布在中科院量子信息和量子科技创新研究院“量子计算云平台”上（https://quantumcomputer.ac.cn/Knowledge/detail/all/d9644af872eb464e8adabb7e19027852.html），可供外部查阅下载及分享。
量子计算云平台是一个集实验、交流、分享为一体的量子计算公共平台信息系统，旨在成为一个权威、多元和互动的量子计算科技社区，并带动更多的量子物理爱好者、科研和工业用户利用此平台探索量子计算在各个方面的研究和应用。