中国量子新突破！庄子2.0超导芯片78比特双提升，奠基容错量子计算

近日，中科院团队研发的78比特超导量子芯片“庄子2.0” 取得重大科研突破，实现比特数与保真度双重提升，更首次在相关研究中实现量子模拟对经典数值算法的超越，为我国容错量子计算发展筑牢核心技术基础，也让中国在超导量子计算领域的国际竞争力再攀新阶。

核心硬件：78比特芯片实现“量质齐升”

“庄子2.0”是采用倒装焊技术打造的高性能超导量子处理器，区别于传统量子芯片单纯堆砌比特数，这款芯片的突破是全流程系统性优化的成果：

- 以6×13方格阵列集成78个量子比特+137个可调耦合器，可实现全部单元的精准控制

- 为复杂量子系统模拟提供强硬件支撑，是实验、数值、理论三方协同攻坚的重要成果

关键实验：四大核心突破刷新国内纪录

基于“庄子2.0”的系列实验，斩获多项原创性成果，一系列核心数据刷新国内量子模拟纪录，展现出芯片的超高性能：

1. 首次观测可控预热化平台：清晰捕捉到量子系统热化前的亚稳态预热化平台，完整观测1000个驱动周期达到最大熵Page Value的热化动力学全过程，证实预热化的可控性。

2. 实现3ns超高频驱动：在超导量子系统特征时间内完成超高频驱动，观测到可调节的预热化寿命τ，且寿命满足τ∝(1/T)2n+1（n=0,1,2） 幂律关系，为人工调控量子系统提供新规律。

3. 超高保真度表现亮眼：78比特大规模量子系统经1000个驱动周期复杂演化后，粒子数占据保真度仍保持90%以上，即便存在静态仪器噪声，预热化现象依然稳健，验证芯片稳定性与可靠性。

4. 首次实现量子模拟超越经典：针对78比特随机多极驱动预热化这一经典计算难题，当前最先进的张量网络等经典数值算法已无法有效模拟，而“庄子2.0”可精准还原动力学行为，实现量子对经典的超越。

此外，实验还首次观测到熵的预热化平台非均匀性及面积律到体积律的转变，为时间晶体、多体局域化等量子物理热点研究拓宽新方向，该实验方案更是国际首次在量子模拟器上实现相关系统性研究。

技术意义：为容错量子计算筑牢基础

量子计算是下一代信息技术的核心，而容错量子计算是量子计算从实验室原型走向实用化的关键门槛。

“庄子2.0”的突破，不仅验证了我国在超导量子芯片硬件研发的自主创新能力，更在量子模拟核心科学问题上取得原创性成果，为后续攻克容错量子计算关键技术提供了重要实验依据和技术积累。

从“祖冲之”系列到“庄子2.0”，中国科研团队在超导量子计算领域持续突破，不断拉近量子计算机从理论到现实的距离。未来，随着比特数提升、保真度优化，量子计算有望在药物研发、材料设计、气象预报、密码学等领域发挥不可替代的作用，中国正以坚实的科研步伐，在量子科技全球竞赛中占据重要一席。

庄子2.0核心数据速览

✅ 芯片规格：78量子比特+137可调耦合器，6×13方格阵列布局

✅ 驱动性能：3ns超高频驱动，支持1000个驱动周期连续演化

✅ 保真度：78比特系统演化后，粒子数占据保真度≥90%

✅ 核心突破：首次实现随机多极驱动预热化量子模拟超越经典张量网络算法

✅ 关键发现：观测可控预热化平台，预热化寿命满足τ∝(1/T)2n+1幂律关系