3月，中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志团队，成功构建了105比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”，实现了对“量子随机线路采样”任务的快速求解。

“祖冲之三号”处理量子随机线路采样问题的速度，比目前最快的超级计算机快15个数量级，超过谷歌2024年10月公开发表的最新成果6个数量级。这是我国继超导量子计算原型机祖冲之二号实现超导量子计算体系最强量子计算优越性后，再次刷新超导体系量子计算优越性世界纪录。

国际学界主流观点认为，量子计算发展需经历“三步走”：实现量子计算优越性；研制可操纵数百个量子比特的量子模拟机，解决超级计算机无法胜任、具有重大实用价值的问题；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。国际上首个被严格证明的量子计算优越性由中国科学技术大学于2020年在“九章”光量子计算原型机上实现；超导体系首个被严格证明的量子计算优越性由研究团队于2021年在“祖冲之二号”处理器上实现。

“祖冲之号”量子计算总师朱晓波介绍，研究团队在66比特“祖冲之二号”的基础上，大幅提升了各项关键性能指标，研制出拥有105个数据比特、182个耦合比特的“祖冲之三号”。其量子比特相干时间达到72微秒，并行单比特门保真度达到99.90%，并行两比特门保真度达到99.62%，并行读取保真度达到99.13%，综合性能达到国际领先水平，经测试验证为目前超导体系最强量子计算优越性。“如果将量子处理器比作一个超级大脑，那么量子比特就是神经元，神经元越多，大脑就越发达、越能干。”朱晓波打比方说，“量子比特的退相干时间，可理解为神经元的有效工作时间。”量子门保真度可以理解为神经元之间相互传递信息的正确率，读取保真度则是大脑处理完信息后进行输出的准确率。“这些关键指标的提升是通过多方面实现的，比如在量子处理器的设计上，优化了量子比特和耦合器电场分布、设计并采用了三级滤波器等。”量子计算优越性是量子计算强大性能的综合体现，是近期应用探索和实现可拓展量子纠错的基础。

“祖冲之三号”不但首次跨越量子纠错的盈亏平衡点，验证了容错量子计算的可行性根基；也再次证明量子计算的优越性，以105比特规模和15个数量级的性能优势，刷新并巩固我国在超导量子计算领域的世界领先地位。