本源量子破解超导量子计算速度与保真度难题
由本源量子与中国科学技术大学联合研究团队提出的"参数空间扩展受控相位门（PSE-CZ）"方案，成功破解了超导量子计算领域长期存在的速度与保真度相互制约难题。相关成果近日发表于国际顶级物理学期刊《物理评论快报》，实验验证工作在我国自主超导量子计算机"本源悟空"上完成，标志着我国在超导量子计算核心控制技术领域取得重要突破。
超导量子计算机依赖微波脉冲序列对量子比特进行精确操控，其中两比特量子门是实现量子算法的核心操作单元。传统受控相位门在提升门操作速度的同时，往往伴随保真度下降；而追求高保真度则需延长脉冲时长，降低计算效率。这一速度与精度的内在矛盾，一直是制约超导量子计算实用化的关键瓶颈。PSE-CZ方案通过创新性地拆分脉冲中间区域的失谐量，引入两个独立可调参数，相当于为量子门控制新增了调节旋钮，在极短的门操作时长内同步实现泄漏误差与相位误差的联合纠正。
PSE-CZ方案的技术突破路径
实验数据显示，在30至40纳秒的极短门长条件下，PSE-CZ方案的20对两比特量子门测试性能显著优于传统CZ门，保真度提升幅度达到业界领先水平。这一成果的工程意义在于，量子门操作速度的提升直接意味着量子电路整体深度的压缩，从而在量子退相干时间窗口内完成更多计算步骤。对于当前噪声中等规模时代的量子计算机而言，这一优化对实际算法执行成功率具有决定性影响。
研究团队指出，PSE-CZ方案不仅适用于超导量子体系，还可推广至离子阱和固态自旋等其它量子计算平台。这种跨平台的通用性，源于该方案对量子门控制参数空间的系统性扩展思路，而非针对特定硬件的定制化优化。从产业化角度看，这意味着不同技术路线的量子计算企业均可从中受益，有助于加速整个量子计算产业的硬件迭代进程。
实验验证与本源悟空平台
实验验证工作全部在我国自主研制的超导量子计算机"本源悟空"上完成。该平台已具备百比特级量子比特规模和较高的门操作 fidelity，是验证前沿量子控制算法的理想实验载体。本源悟空的投入使用，不仅验证了PSE-CZ方案的可行性，也彰显了中国在自主量子计算硬件平台上的持续积累。
量子计算领域的竞争已进入硬件、算法与控制三位一体的综合比拼阶段。单纯追求量子比特数量而忽视门操作质量，或只关注算法设计而忽视底层控制优化，均无法实现有实用价值的量子优势。PSE-CZ方案的提出，填补了超导量子计算控制层优化领域的技术空白，为后续更高比特数量子处理器的开发提供了可复用的技术模块。
产业化前景与产业生态影响
从产业化视角分析，量子计算控制技术的突破将直接降低量子计算机的运行复杂度与错误率，缩短从实验室原型到商业化产品的距离。目前全球量子计算产业正处于从科研验证向工程化应用过渡的关键阶段，控制层面的每一分性能提升，都在为量子纠错码的实际部署创造更有利的条件。
本源量子作为国内超导量子计算的领军企业，此次与中科大联合突破表明产学研协同创新模式在量子计算领域的有效性。随着量子计算从实验室走向产业应用，类似PSE-CZ这样的底层控制技术专利，将成为未来量子计算平台竞争的重要技术壁垒。业内预计，该方案有望在1至2年内集成至下一代量子计算操作系统中，惠及全球超导量子计算用户。
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【信源】科技日报 | 量子计算日报：本源量子成果登物理评论快报 | 2026-08-08
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