中国量子计算再创辉煌：“祖冲之三号”引领全球超导量子计算新纪元

2025年3月3日，中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志等科学家宣布成功构建105比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”，再次打破超导体系量子计算优越性世界纪录。这一成就标志着中国在量子计算领域的研究实力再次跃升，为全球量子计算发展树立了新的里程碑。

量子计算的背景与意义

量子计算利用量子力学的特性，能够在某些特定问题上展现出远超经典计算机的计算能力。量子计算机的核心是量子比特（qubit），其信息存储量随比特数的增多呈指数级增长。理论上，当比特数足够大时，量子计算机能够存储的数据量比宇宙中所有原子的数目还要多。

量子计算的发展最早可以追溯到上世纪80年代，物理学家理查德·费曼首次提出量子模拟的概念。此后，科学家通过一系列验证性实验论证了量子计算的可行性，指出可利用量子计算机求解经典计算机难以解决的问题。

“祖冲之三号”的技术突破

“祖冲之三号”包含105个可读取比特和182个耦合比特，多项关键性能指标大幅提升。经测试，“祖冲之三号”完成83比特32层的随机线路采样，以目前最优经典算法为比较标准，计算速度比当前最快的超级计算机快千万亿倍，也比2024年10月谷歌公开发表的最新成果快百万倍，为目前国际超导体系中最强的量子计算优越性。

关键性能指标

量子计算的应用前景

量子计算在金融服务、制造业等领域具有广泛的应用前景。例如，优化投资组合、检测欺诈、分析采购供应链等。量子计算的强大性能将为这些行业带来革命性的变革。

应用领域

• 金融服务：优化投资组合，检测欺诈行为。
• 制造业：分析采购供应链，优化生产流程。
• 药物研发：加速新药研发过程，模拟分子结构。

国际竞争与未来展望

目前，中美是国际量子计算研究的第一方阵，呈现交替领先的态势。国际学界主流观点认为，量子计算发展需经历“三步走”：第一步是实现量子计算优越性；第二步是研制可操纵数百个量子比特的量子模拟机，解决一些超级计算机无法胜任、具有重大实用价值的问题；第三步是大幅提高量子比特的操纵精度、集成数量和容错能力，研制可编程的通用量子计算机。

“祖冲之三号”科研团队正在量子纠错、量子纠缠、量子模拟、量子化学等多方面加快探索。朱晓波介绍，团队正基于“祖冲之三号”开展码距为7的表面码纠错研究，并计划进一步将码距扩展到9和11，为实现大规模量子比特的集成和操纵铺平道路。

结语

“祖冲之三号”的成功构建不仅是中国量子计算研究的重要里程碑，也为全球量子计算发展注入了新的活力。未来，随着量子计算技术的不断进步，其在各个领域的应用将更加广泛，为人类社会带来深远的影响。

参考资料：中国科学技术大学、新华社、《物理评论快报》