祖冲之号

祖冲之号是指由中国科大中科院量子信息与量子科技创新研究院的潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队，于2021年5月成功研制的62比特可编程超导量子计算原型机。^[1][2]其命名源于发现了圆周率近似值以及创立割圆术的中国古代数学家祖冲之。^[3]

潘建伟、朱晓波、彭承志等长期瞄准超导量子计算的核心目标^[注1]，于2019年初在一维链结构12比特超导量子芯片上实现了12个量子比特纠缠“簇态”的制备，保真度达到70％，打破了之前创造的10个超导量子比特纠缠的纪录。随后，该团队将芯片结构从一维扩展到准二维，制备出包含24个比特的高性能超导量子处理器，并首次在固态量子计算系统中，实现了超过20比特的高精度量子相干调控。2021年5月，研究团队在自主研制二维结构超导量子比特芯片的基础上，成功构建了可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，并在该系统上成功进行了二维可编程量子行走的演示。^[1]相关研究成果于2021年5月7日发表在国际学术期刊《科学》杂志上。^[2]“祖冲之号”是由66个功能量子比特组成的可调谐耦合结构，比之前的原型机增加了4个量子比特，该处理器能够仅用56个量子比特、20个周期，就完成相关采样任务。^[4]

“祖冲之号”的研究成果为在超导量子系统上实现量子优越性展示及可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“祖冲之号”量子计算原型机的二维可编程量子行走在量子搜索算法、通用量子计算等领域具有潜在应用，将是后续发展的重要方向。^[1]

量子计算机在原理上具有超快的并行计算能力，可望通过特定算法在一些具有重大社会和经济价值的问题方面（如密码破译、大数据优化、材料设计、药物分析等）相比经典计算机实现指数级别的加速。

超导量子计算，作为最有希望实现可拓展量子计算的候选者之一，其核心目标是如何同步地增加所集成的量子比特数目以及提升超导量子比特性能，从而能够高精度相干操控更多的量子比特，实现对特定问题处理速度上的指数加速，并最终应用于实际问题中。

2021年5月7日，中国62比特可编程超导量子计算原型机实现可编程的二维量子行走，相关研究成果于5月7日在线发表在国际学术期刊《科学》杂志上。 

2021年6月28日，高精度、可编程的量子计算平台（祖冲之号），为探索新的多体现象和实现复杂的量子算法，打开了新大门。中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟的团队在arXiv平台上写到。

该成果为在超导量子系统上实现量子优越性展示及可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“祖冲之号”量子计算原型机的二维可编程量子行走在量子搜索算法、通用量子计算等领域具有潜在应用，将是后续发展的重要方向。