中国“祖冲之三号”量子计算原型机刷新全球性能纪录

2025年3月3日，中国科学技术大学潘建伟、朱晓波团队联合国内多家科研机构，宣布成功研制105比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”。该机处理“量子随机线路采样”任务的速度比当前最强超级计算机快千万亿倍，较谷歌2024年发布的67比特“悬铃木”超导处理器快百万倍，创下超导体系量子计算优越性新纪录。相关成果以封面论文形式发表于《物理评论快报》，并被审稿人评价为“目前最高水准的超导量子计算机”。

祖冲之三号芯片示意图。图源：中国科学技术大学

“祖冲之三号”在2021年发布的66比特“祖冲之二号”基础上，集成105个可读取比特和182个耦合比特，量子比特相干时间达72微秒，单/双比特门保真度分别提升至99.90%和99.62%。测试显示，其完成83比特32层随机线路采样的速度，远超经典超算及国际同类成果，综合性能居全球首位。
中国是唯一在光量子（“九章”系列）和超导（“祖冲之”系列）两条技术路线上均实现量子优越性的国家。此次突破进一步巩固中美在量子计算领域的领先地位。研究团队负责人朱晓波表示，“祖冲之三号”在读取、测控精度等核心指标上达到新高度，未来将聚焦量子纠错技术，为通用量子计算机奠定基础，预计实用化容错量子计算机或需10至15年实现。
该成果采用二维网格芯片架构，兼容表面码纠错算法，已开展码距为7的纠错研究，并计划扩展至更高码距，推动大规模量子比特集成。美国物理学会同期在《物理》杂志刊发专题评论，肯定其技术突破的战略意义。