作者：骆贝贝 彭学英

实现51个超导量子比特簇态制备和验证
 

　　近日，中国科学技术大学中科院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队与北京大学袁骁合作，成功实现了51个超导量子比特簇态制备和验证，刷新了所有量子系统中真纠缠比特数目的世界纪录，并首次实现了基于测量的变分量子算法的演示。相关研究成果于7月12日发表在国际顶级学术期刊《自然》杂志上。

 

　　据了解，合肥高新区企业科大国盾量子技术股份有限公司亦参与到实验中，提供了相关设备及维护支持，公司首席科学家彭承志是论文作者之一。

量子真纠缠态比特数目的发展历史（研究团队供图）
 

　　量子纠缠是量子力学中最神秘也是最基础的性质之一，同时也是量子信息处理的核心资源，是量子计算加速效应的根本来源之一。因此，实现大规模的多量子比特纠缠一直是各国科学家奋力追求的目标。自1998年人们首次利用核磁共振系统实现3比特GHZ态的制备开始，真多体纠缠态的制备成为包括光子、离子阱、NV色心、中性原子及超导量子比特等各种物理系统规模化扩展的重要表征手段。

 

　　然而，更大规模的真纠缠态制备要求高连通性的量子系统、高保真的多比特量子门操作、以及高效准确的量子态保真度表征手段。此前，各个量子系统中真纠缠比特数目的纪录为24个。

 

　　此次，研究团队在前期构建的“祖冲之二号”超导量子计算原型机基础上，进一步将并行多比特量子门的保真度提高到99.05%、读取精度提高到95.09%，并结合研究团队所提出的大规模量子态保真度验证判定方案，成功实现了51比特簇态制备和验证。充分展示了超导量子计算体系优异的可扩展性，对于多体量子纠缠研究、大规模量子算法实现以及基于测量的量子计算具有重要意义。

 

　　作为发源、成长于合肥高新区的企业，国盾量子是唯一参与到“祖冲之二号”实现“量子计算优越性”实验的企业单位，同样为上述研究提供了室温超导量子计算操控系统等搭建和维护支持。助力量子计算前沿研究的同时，国盾量子已具备了提供超导量子计算整机解决方案的能力，搭建了“祖冲之二号”同款超导量子计算机，并于今年5月接入量子计算云平台，面向公众开放。

 

　　截至目前，除国盾量子外，合肥高新区已集聚了量子技术核心企业近20家，量子领域上下游企业30余家，形成全国闻名的“量子大道”，诞生了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”、光量子计算原型机“九章号”、超导量子计算原型机“祖冲之号”等一批世界一流创新成果。