中科大研制出24个超导量子比特处理器

中科大超导量子实验团队取得重大突破：成功模拟多体量子系统

8月5日，一个令人振奋的消息传遍科学界：中科大的一支超导量子实验团队，由潘建伟、朱晓波、彭承志等人领衔，联合中科院物理研究所的范桁理论小组，在超导量子计算领域取得了重要进展。他们在集成了24个量子比特的超导量子处理器上，实现了Bose-Hubbard梯子模型多体量子系统的模拟。这一成果于7月30日在线发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。

超导量子计算，作为一种备受瞩目的实用化量子计算方案，正逐步展现其巨大潜力。量子比特作为量子计算的基本单元，可以处于所谓的“量子相干叠加态”，即处于“0”和“1”之间的状态。当多个量子比特实现相干叠加时，其代表的状态空间会随着量子比特数量的增加而指数级扩大。对于超导量子计算来说，如何同步增加所集成的量子比特数目、提升超导量子比特性能，从而实现对更多量子比特的高精度相干操控，是一个核心目标。这样的进步有望为特定问题的处理带来指数级的加速，并最终应用于实际问题中。

近年来，潘建伟团队一直聚焦于超导量子计算的核心目标，不断取得重要进展。早在2019年初，他们就在一维链结构的一芯片上实现了最大规模的超导量子比特纠缠态——“簇态”的制备，并打破了之前的纪录。之后，该团队更是开创性地将超导量子比特应用于量子行走研究，为未来多体物理现象的模拟以及通用量子计算的研究奠定了基础。

此次，以24个比特的超导量子处理器为平台，潘建伟团队开展了量子多体系统动力学问题的模拟研究。他们成功在超导量子芯片上模拟了Bose-Hubbard梯子模型的多体量子系统，并观察到了单激发和双激发两种模式下完全不同的独特动力学过程。这一成果展示了超导量子芯片作为量子模拟平台的强大应用潜力，对强关联多体系统的统计学特性研究有着重要的指导意义，也为利用多量子比特系统研究多体物理系统奠定了基础。

随着科研团队的不断努力，我们有理由相信，超导量子计算将在不久的将来实现实用化，为我们解决复杂问题提供全新的思路和方法。而这一领域的每一次突破，都让我们更加期待未来的量子时代。