記者7月12日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校教授潘建偉、朱曉波、彭承志等組成的研究團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)學(xué)者合作，成功實(shí)現(xiàn)了51個(gè)超導(dǎo)量子比特簇態(tài)制備和驗(yàn)證，刷新了所有量子系統(tǒng)中真糾纏比特?cái)?shù)目的世界紀(jì)錄，并首次實(shí)現(xiàn)了基于測(cè)量的變分量子算法的演示。該工作對(duì)于多體量子糾纏研究、大規(guī)模量子算法實(shí)現(xiàn)以及基于測(cè)量的量子計(jì)算具有重要意義。相關(guān)研究成果于當(dāng)日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上。

量子糾纏是量子力學(xué)中最神秘也是最基礎(chǔ)的性質(zhì)之一，同時(shí)也是量子信息處理的核心資源，是量子計(jì)算加速效應(yīng)的根本來源之一。多年以來，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的多量子比特糾纏一直是各國科學(xué)家奮力追求的目標(biāo)。其中，超導(dǎo)量子比特具有規(guī)模化拓展的優(yōu)勢(shì)，在近年來發(fā)展迅速。

此次，研究團(tuán)隊(duì)在前期構(gòu)建的“祖沖之二號(hào)”超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將并行多比特量子門的保真度提高到99.05%、讀取精度提高到95.09%，并結(jié)合研究團(tuán)隊(duì)所提出的大規(guī)模量子態(tài)保真度驗(yàn)證判定方案，成功實(shí)現(xiàn)了51比特簇態(tài)制備和驗(yàn)證。這一結(jié)果將各個(gè)量子系統(tǒng)中真糾纏比特?cái)?shù)目的紀(jì)錄由原先的24個(gè)大幅突破至51個(gè)，充分展示了超導(dǎo)量子計(jì)算體系優(yōu)異的可擴(kuò)展性。

在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)通過結(jié)合基于測(cè)量的變分量子本征求解器，開展了對(duì)于小規(guī)模的擾動(dòng)平面碼的本征能量的求解，首次實(shí)現(xiàn)了基于測(cè)量的變分量子算法，為基于測(cè)量的量子計(jì)算方案走向?qū)嵱玫於嘶A(chǔ)。