在量子计算领域，走在世界前沿的是中美两个国家。美国谷歌公司在今年12月9日推出了利用 105 比特超导量子处理器“垂柳（Willow）”，实现了码距最高为7 的表面码量子纠错。其基准测试任务的计算速度是目前最快的传统超级计算机“悬铃木”的1万亿亿倍。
那么我国目前在量子计算领域的水平又是如何的呢？该领域的代表人物潘建伟院士近日用祖冲之三号给出了答案：至少和美国谷歌Willow量子芯片一个水平。
据央视新闻等媒体12月17日的报道，中国科学技术大学潘建伟院士团队在量子计算领域取得了重大突破，其研制的具备105个量子比特的超导量子计算机“祖冲之三号”在arXiv平台上发布了相关研究成果。这一成果标志着中国在超导量子计算领域再次迈出了坚实的一步，与全球量子计算领先者谷歌的最新进展形成了有力竞争。
实验数据显示，“祖冲之三号”的性能优于谷歌此前发布的72比特“悬铃木”处理器多达6个数量级，各项性能指标也与谷歌一周前刚刚发布的“垂柳”量子芯片达到了同一量级，也可以说它与“垂柳”同为最快超算在基准测试任务方面计算速度的万亿亿倍。这一成就不仅展示了中国在量子计算领域的强大实力，也预示着量子计算技术的未来充满了无限可能。
量子计算优越性是指量子计算机在特定问题求解上表现出的超越经典计算机的能力。自2019年谷歌宣布其53比特“悬铃木”量子处理器实现量子计算优越性以来，这一领域便成为了全球科技竞争的焦点。然而，中国科学家并未止步，而是不断挑战自我，取得了令人瞩目的成就。
2020年，中国科学技术大学构建的“九章”光量子计算原型机首次严格证明了量子计算优越性。2021年，超导体系首个被严格证明的量子计算优越性又在“祖冲之二号”处理器上实现。至此，中国成为世界上唯一在两种物理体系达到“量子计算优越性”里程碑的国家。
在达到这一里程碑之后，中国科学家并未满足，而是继续向更高目标迈进。当前，量子计算研究的重点任务之一是突破量子纠错技术，为量子比特的大规模集成和操纵奠定基础。在这方面，“祖冲之三号”也取得了显著进展。该团队计划在数月内实现码距为7的表面码逻辑比特，并进一步将码距扩展到9和11，为实现大规模量子比特的集成和操纵铺平道路。
与此同时，谷歌也在量子计算领域不断取得新进展。其最新发布的“Willow”量子芯片在短短不到5分钟内完成了一个基准测试任务，这一惊人表现引发了量子科技圈的广泛关注。谷歌表示，“Willow”可以成倍地减少错误，解决了量子计算领域近30年来一直在研究的量子纠错的关键挑战。这一历史性成就为实用的大规模量子计算机铺平了道路。
将“祖冲之三号”与“Willow”进行比较，可以看出两者在性能上各有千秋。虽然“Willow”在基准测试任务中表现出色，但“祖冲之三号”在比特数和性能上都有了全方位的提升，且其背后是中国科学家在量子计算领域长期不懈的努力和积累。
此外，“祖冲之三号”还展示了中国在量子纠错技术方面的显著进展，为实现大规模量子计算奠定了坚实基础。
从全球范围来看，量子计算已成为主要国家之间开展综合国力竞争的关注焦点之一。近几年，全球主要科技国家在量子计算领域的规划布局持续加强，已有30余个国家开展了以量子计算为重点的量子信息领域规划布局。中国和美国作为这一领域的佼佼者，都在不断努力推动量子计算技术的发展和应用。
然而，需要指出的是，量子计算技术仍处于起步阶段，距离实用化还有很长的路要走。无论是中国还是美国，都需要在技术研发、人才培养、政策支持等方面持续投入和努力，才能推动量子计算技术不断取得新的突破和进展。
综合来看，“祖冲之三号”的发布标志着中国在量子计算领域取得了重大进展，与谷歌“Willow”形成了有力竞争。这一成就不仅展示了中国在科技领域的强大实力，也为全球量子计算技术的发展注入了新的活力和动力。
消息来源：《央视新闻》12月17日报道《超越传统超算！我国超导量子计算机“祖冲之三号”惊艳亮相》
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