標題:中國祖沖之3.0量子電腦突破性進展，宣稱性能與Willow相當
新聞來源:iKnow科技產業資訊室
原文網址:https://bit.ly/41QNaux
原文:
在全球量子計算研究日益激烈的競爭中，中國研究團隊最新發表的研究成果令人矚目。他
們宣布其祖沖之3.0超導量子電腦完成了一項驚人的計算任務，這項任務若由目前世界最
快的超級電腦Frontier(來自美國能源部橡樹嶺國家實驗室)來執行，將需要超過64億年才
能完成。這項突破不僅展現了量子運算能力的重大進展，更標誌著中國在量子運算研究領
域已與美國並駕齊驅。
由中國量子運算之父潘建偉領導的研究團隊表示，祖沖之3.0配備了105個具有高操作保真
度的量子位元。在最新的實驗中，該系統使用83個量子位元進行了32個週期的隨機電路取
樣，僅用數百秒就完成了一百萬個樣本的運算。這項成就較Google的Sycamore處理器的先
前紀錄有顯著提升，模擬複雜度提高了六個數量級。
在技術實現方面，祖沖之3.0採用了創新的「倒晶封裝」(Flip Chip)技術來整合處理器組
件，並運用藍寶石基底架構，結合先進的衰減器配置和鉭-鋁元件，有效降低了雜訊並延
長了量子相干時間。這些改進使得弛豫時間(relaxation time)延長到72微秒，去相位時
間（dephasing time）達到58微秒，大幅提升了處理器在運算過程中的穩定性。
相較於Google的Willow量子系統，祖沖之3.0走出了不同的技術路線。Willow著重於容錯
技術的開發，其表面編碼邏輯量子位元的每週期錯誤率低於0.15%，優於物理量子位元的
表現。這種差異凸顯了量子運算發展的兩條路徑：一是推動硬體極限，二是完善錯誤校正
以支持未來的量子演算法。
在實驗設計上，研究團隊選擇了隨機電路取樣這一量子優勢驗證的標準任務。祖沖之3.0
使用83個量子位元執行了32個週期的電路運算，在短短數秒內生成了一百萬個樣本。相比
之下，Google的Sycamore處理器完成的類似任務僅使用了67個量子位元。
單量子位元閘、雙量子位元閘和讀取操作的運作保真度分別達到99.90%、99.62%和99.18%
，這些數據較祖沖之2.0有明顯提升。研究團隊將這些進步歸功於優化的電路設計、降噪
技術的改進以及製程製造的提升。
儘管取得了重大突破，研究團隊也坦承目前仍面臨諸多挑戰。現階段的量子運算任務仍局
限於證明量子優勢，尚未能解決實際問題。此外，隨著系統規模擴大，驗證大規模量子運
算結果的難度也在增加。
研究人員指出，未來的發展方向將聚焦於提高量子位元數量和電路複雜度，同時加強錯誤
校正技術的研究。他們也強調了量子-傳統(古典)混合系統在實際應用中的重要性。
在工程層面，改善量子相干時間和降低操作錯誤率仍是關鍵挑戰。同時，開發適合量子架
構的軟體和演算法對於釋放量子運算潛力也至關重要。
研究團隊對量子運算的未來持樂觀態度。隨著技術不斷進步，他們認為量子處理器將在優
化、機器學習和藥物發現等領域發揮重要作用。研究團隊預計在未來幾個月內為祖沖之
3.0整合類似於Google Willow的錯誤校正技術，進一步提升系統的可靠性和實用性。
這項突破性進展已發表在預印本伺服器arXiv上，研究團隊表示將提交正式同行評審。這
一成就不僅推進了量子硬體的發展，更為解決複雜的運算難題開闢了新的可能性。
心得:
中國量子計算團隊的突破性研究成果展示了量子運算的驚人潛力，祖沖之3.0超導量子電
腦在計算能力上達到前所未有的成就，顯示出與美國領先技術的競爭力。透過創新的硬體
設計和技術提升，該系統成功完成了複雜的隨機電路取樣運算，顯示量子計算的巨大進步
。然而，研究團隊仍面臨許多挑戰，未來需進一步提升量子位元數量、錯誤校正技術及實
用性，並加強量子與古典系統的整合。