中科大研制出24个超导量子比特处理器

记者8月5日从中科大获悉，该校潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的超导量子实验团队，联合中科院物理研究所范桁理论小组，在超导量子计算实验领域取得重要进展，在一个集成了24个量子比特的超导量子处理器上，通过对超过20个超导量子比特的高精度相干调控，实现了Bose-Hubbard梯子模型多体量子系统的模拟。该成果于7月30日在线发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。

超导量子计算是最有可能率先实现实用化量子计算的方案之一。作为量子计算的基本单元——量子比特，可以处于“0”和“1”之间的所谓“量子相干叠加态”。多个量子比特一旦实现相干叠加，其代表的状态空间将会随着量子比特的数目指数增加。目前，超导量子计算的核心目标，正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。

近年来，潘建伟团队瞄准超导量子计算的核心目标，取得一系列重要进展。 2019年初，他们在一维链结构12个比特超导量子芯片上实现了最大规模的超导量子比特纠缠态12比特“簇态”的制备，保真度达到70%，打破此前创造的10个超导量子比特纠缠的纪录。随后，该团队开创性地将超导量子比特应用到量子行走研究中，为未来多体物理现象的模拟以及利用量子行走进行通用量子计算的研究奠定了基矗

潘建伟团队以24个比特超导量子处理器为平台，开展量子多体系统动力学问题的模拟研究，在超导量子芯片上实现了对Bose-Hub-bard梯子模型多体量子系统的模拟，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，显示了超导量子芯片作为量子模拟平台的强大应用潜力，对强关联多体系统统计学特性研究有重要的指导意义，为利用多量子比特系统研究多体物理系统奠定了基矗