中国量子计算再攀高峰："祖冲之三号"实现超导体系最强算力突破

2025年3月3日，中国科学技术大学潘建伟院士团队联合朱晓波、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"。这一成果以封面论文形式发表于《物理评论快报》，并获国际学界高度评价，标志着我国在量子计算优越性领域再次刷新世界纪录。

一、技术突破：从"祖冲之二号"到三号的跨越式升级

1.量子比特规模与性能跃升

量子比特数量从"祖冲之二号"的66个提升至105个，耦合比特数达182个

关键性能指标实现全面突破：

量子比特相干时间72微秒

并行单比特门保真度99.90%

并行两比特门保真度99.62%

并行读取保真度99.13%

2.创新技术实现路径

团队通过优化量子处理器电场分布、采用三级滤波器设计、改进加工工艺等创新手段，使芯片成品率与稳定性达到国际领先水平。朱晓波教授形象比喻："这相当于让量子'神经元'的工作时间更长、信息处理更精准。"

二、算力验证：千万亿倍速度碾压经典计算机

在83比特32层随机线路采样任务中，"祖冲之三号"展现出惊人算力：

比当前最强超级计算机快 1000万亿倍（即15个数量级）

相较2024年谷歌发布的67比特"悬铃木"超导量子处理器，速度提升达 100万倍

该成果被《物理》杂志评价为"构建了目前最高水准的超导量子计算机"，审稿人特别强调其突破性技术路线对领域发展的引领作用。

三、量子计算发展"三步走"战略推进

此次突破标志着我国在量子计算发展路径上再进一步：

1.第一阶段（量子优越性）：已通过"九章"光量子计算机（2020）和"祖冲之"系列超导体系（2021-2025）双重验证

2.第二阶段（专用量子模拟机）：基于"祖冲之三号"的可扩展架构，团队正加速推进量子化学模拟、高温超导机理等实用化研究

3.第三阶段（通用容错计算机）：已开展码距7的表面码纠错实验，计划将码距扩展至9-11，为百万级量子比特集成奠定基础

四、未来展望：从实验室到产业化的新起点

潘建伟团队透露，下一步将聚焦三大方向：

1.量子纠错算法在硬件层面的工程化实现

2.量子处理器与经典超算的异构计算融合

3.药物分子模拟、密码学等领域的场景验证

随着我国在超导和光量子双赛道持续领跑，"祖冲之三号"不仅巩固了技术优势，更将为全球量子计算标准制定提供中国方案。正如《物理评论快报》所评价："这项研究重新定义了超导量子处理器的性能天花板。"