导览

近期，中国在量子计算领域取得了显著进展，特别是在光量子和超导量子计算系统方面。由潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等人领导的研究团队，与中国科学院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，以及与上海技术物理研究所共同参与，分别在光量子计算和超导量子计算领域取得了重要突破。

光量子计算

在中国科学技术大学的指导下，通过发展量子光源受激放大的理论和实验方法，研究团队在“九章一号”原型机中实现了基于113个光子的144个模式的量子计算和相位可编程功能。这一成就不仅展示了高斯玻色取样的高效解决方案，还使得“九章一号”的处理速度比当前最快的超级计算机快10倍，极大地提升了中国在光量子操纵领域的技术水平。

超导量子计算

与此同时，由潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的团队，与上海技术物理研究所合作，基于“祖冲之号”构建了新一代66比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之2.0与2.1”。这台机器通过快速求解量子随机线路取样任务，处理速度比当前最快超级计算机快7个数量级，其计算复杂度比谷歌53比特超导量子计算原型机“悬铃木”提高了6个数量级。

量子计算技术概述

量子计算技术的核心在于发展高精度、高效率的量子态制备与相互作用控制技术，以实现大规模量子比特的相干操纵。光量子计算通过高斯玻色取样展现量子计算的优越性，而超导量子计算则通过随机线路取样实现类似的性能提升。

“九章二号”与“祖冲之2.1”

在“九章”原型机的基础上，研究人员引入了受激辐射光放大概念，设计并实现了受激双模量子压缩光源，显著提高了量子光源的产率、品质和收集效率。通过三维集成和优化光路设计，“九章二号”增加了多光子量子干涉线路至144个维度，从而提高了光子数至113个，输出态空间维度达到惊人的10^12。此外，通过动态调节压缩光的相位，该原型机展现了灵活的编程能力，能够解决不同参数数学问题。

对于“祖冲之2.1”，团队采用了全新的倒装焊3D封装工艺，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10^12。通过采用可调耦合架构，显著提高了并行量子门操作的保真度，为量子纠错和近期应用探索奠定了基础。

量子计算研究的新阶段

这些突破性进展标志着量子计算研究进入了一个全新的发展阶段，量子纠错和实际应用的探索成为了未来的主要方向。特别是“祖冲之二号”采用的二维网格比特排布架构，为后续量子纠错算法的实现提供了可能，从而为构建实用的量子计算机铺平了道路。

结语

中国在量子计算领域的持续创新，不仅体现了科学研究的前沿探索，也彰显了在量子信息技术领域的国际领先地位。随着潘建伟及其团队的不断努力，量子计算技术有望在未来几年内取得更大的突破，为解决复杂科学问题和推动技术革新提供强大的工具。