10 月 26 日訊息，中國科學技術大學宣佈，潘建偉、朱曉波、彭承志研究團隊與合作者構建了 66 位元可程式設計超導量子計算原型機“祖沖之二號”，實現了對“量子隨機線路取樣”任務的快速求解。

“祖沖之二號”處理的量子隨機線路取樣問題的速度比目前最快的超級計算機快 7 個數量級，計算複雜度比谷歌公開報道的 53 位元超導量子計算原型機“懸鈴木”提高了 6 個數量級（“懸鈴木”處理“量子隨機線路取樣”問題比經典超算快 2 個數量級）。

這一成果是我國繼光量子計算原型機“九章”後在超導量子位元體系首次達到“量子計算優越性”里程碑，使得我國成為目前唯一同時在兩種物理體系都達到這一里程碑的國家。

瞭解到，量子計算機對特定問題的求解超越超級計算機，即量子計算優越性，是量子計算髮展的第一個里程碑，達到該里程碑需要相干操縱 50 個以上量子位元。超導量子位元是國際公認的有望實現可擴充套件量子計算的物理體系之一。潘建偉、朱曉波、彭承志等長期瞄準超導量子計算領域，於 2021 年 5 月構建了當時國際上量子位元數目最多的 62 位元超導量子計算原型機“祖沖之號”，並實現了可程式設計的二維量子行走 [Science 372, 948 (2021)]。

團隊在“祖沖之號”的基礎上，採用全新的倒裝焊 3D 封裝工藝，解決了大規模位元整合的問題，研製成功“祖沖之二號”，實現了 66 個數據位元、110 個耦合位元、11 路讀取的高密度整合，最大態空間維度達到了 1019。“祖沖之二號”採用可調耦合架構，實現了位元間耦合強度的快速、精確可調，顯著提高了並行量子門操作的保真度。通過量子程式設計的方式，研究人員實現了對量子隨機線路取樣，演示了“祖沖之二號”可用於執行任意量子演算法的程式設計能力。根據目前已公開的最優化經典演算法，“祖沖之二號”處理量子隨機線路取樣問題的速度比目前最快的超級計算機快 7 個數量級，計算複雜度較谷歌“懸鈴木”提高了 6 個數量級。

量子計算優越性的成功演示標誌著量子計算研究進入到發展的第二階段，開始量子糾錯和近期應用的探索。“祖沖之二號”採用二維網格位元排布晶片架構，直接兼容表面碼量子糾錯演算法，為量子糾錯並進一步實現通用量子計算奠定了基礎。同時，“祖沖之二號”的並行高保真度量子門操控能力和完全可程式設計能力，有望在特定領域找到有實用價值的應用，預期應用包括量子機器學習、量子化學、量子近似優化等。