62位可编程超导量子计算原型“祖冲之”已成功研制实现可编程二维量子行走

5月8日，记者从中国科学技术大学获悉，中国科学院量子信息与量子技术创新研究所潘建伟、朱晓波、彭承志组成的研究团队，成功研制出62位可编程超导量子计算原型“祖冲之”，并在此基础上实现了可编程二维量子行走。相关研究成果于5月7日在线发表在国际学术期刊《科学》上。

量子计算机原则上具有超快并行计算能力。与经典计算机相比，它有望通过特定的算法在一些具有巨大社会和经济价值的问题上实现指数加速。超导量子计算是实现可扩展量子计算的最有前途的候选之一。它的核心目标是如何同步增加集成量子位的数量和提高超导量子位的性能，使更多的量子位可以高精度地进行相干操作，实现对特定问题处理速度的指数级加速，最终应用于实际问题。

潘建伟、朱晓波、彭承志在前期工作的基础上，自主研发了二维结构的超导量子比特芯片，成功搭建了世界上超导量子比特数量最多、包含62位的可编程超导量子计算原型“祖冲之”，并在此系统上成功演示了二维可编程量子行走。在二维结构的超导量子比特芯片上，研究团队观察了单粒子和双粒子激发下的量子行走现象，实验研究了量子信息在二维平面的传播速度。同时，通过调制量子位连接的拓扑结构构建马赫-曾德尔干涉仪，实现可编程双粒子量子行走。

这一成果为超导量子系统的量子优势展示和解决具有重大实用价值问题的量子计算研究奠定了技术基础。此外，基于“祖冲之”量子计算原型的二维可编程量子行走在量子搜索算法、一般量子计算等领域具有潜在的应用，将是未来发展的重要方向。