記者5月8日從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉院士團隊近期成功研製了目前國際上超導量子比特數量最多的量子計算原型機“祖沖之號”，操縱的超導量子比特達到62個，並在此基礎上實現了可編程的二維量子行走。日前，國際權威學術期刊《科學》發表了該研究成果。

當前，量子計算機作為世界科技前沿重大挑戰之一，已成為各國角逐的焦點。量子計算機在原理上具有超快的並行計算能力，可望通過特定算法在密碼破譯、大數據優化、天氣預報、材料設計、藥物分析等領域，提供相比傳統計算機指數級別的加速。

國際學術界研究量子計算有多條技術路線，超導量子計算是其中最有希望的候選者之一，其核心研究目標是增加“可操縱”的量子比特數量，並提升操縱的精度，最終應用於實際問題。

中科大潘建偉、朱曉波、彭承誌等人長期研究超導量子計算，先後實現了保真度達70％的12比特超導量子芯片、24個比特的高性能超導量子處理器等國際前沿成果。近期，他們在自主研製二維結構超導量子比特芯片的基礎上，成功構建了目前國際上超導量子比特數目最多、包含62個比特的可編程超導量子計算原型機“祖沖之號”。

二維超導量子比特芯片示意圖, 每個橘色十字代表一個量子比特

研究團隊在二維結構的超導量子比特芯片上，觀察了單粒子及雙粒子激發情形下的量子行走現象，實驗研究了二維平面上量子信息傳播速度，同時通過調製量子比特連接的拓撲結構的方式構建馬赫—曾德爾干涉儀，實現了可編程的雙粒子量子行走。

據悉，該成果為在超導量子系統上實現量子優越性，以及後續研究具有重大實用價值的量子計算奠定了技術基礎。此外，基於“祖沖之號”量子計算原型機的二維可編程量子行走，在量子搜索算法、通用量子計算等領域具有潛在應用，也將是後續重要的發展方向。