刷新紀錄！陸科學家實現51個超導量子比特簇態製備

大陸在科學研究又有新紀錄，大陸科學家近期成功實現51個超導量子比特簇態製備和驗證，此研究刷新所有量子系統中真糾纏比特數目的世界紀錄，並首次演示了基於測量的變分量子算法。中國科學院表示，該研究由中國科學技術大學院士潘建偉及其團隊與北京大學袁驍等研究人員共同完成。相關成果已於12日在國際學術期刊「自然」發表。

據人民網稱，此次中國科學技術大學與北京大學等研究人員的研究將量子系統中真糾纏比特數目的紀錄。中國科學技術大學院士潘建偉表示，「由原本的24個大幅突破至51個，充分展現超導量子計算體系優異的『可擴展性』」，對研究多體量子糾纏、實現大規模量子算法，以及基於測量的量子計算等具有重要意義。他還指出，基於此基礎，研究團隊首次實現了基於測量的變分量子算法，為基於測量的量子計算方案走向實用奠定了基礎。

此外，潘建偉解釋，「量子糾纏是量子力學中最神秘也是最基礎的性質之一，同時也是量子訊息處理的核心資源。長期以來，實現大規模的多量子比特糾纏是各國科學家奮力追求的目標。」他指出，當中的超導量子比特具有規模化拓展的優勢，近年來發展迅速。

而新華社報導指，大規模的真糾纏態製備要求高連通性的量子系統、高保真的多比特量子門以及高效準確的量子態保真度表徵手段，「由於難以實現對量子系統性能、操控能力以及驗證手段的這些要求，此前真糾纏比特的規模未能突破24個量子比特」。

研究團隊也公布，在此研究中，於前期構建的「祖沖之二號」超導量子計算原型機的基礎上，進一步將並行多比特量子門的保真度提高到99.05%，以及將讀取精度提高到95.09%，並結合研究團隊所提出的大規模量子態保真度驗證判定方案，成功實現了51比特簇態製備和驗證。

據悉，自1998年研究人員首次利用核磁共振系統實現3比特GHZ態的制備開始，真多體糾纏態的制備成為包括光子、離子阱、金剛石氮空位色心、中性原子及超導量子比特等各種物理系統規模化擴展的重要表征手段。其中，超導量子比特具有規模化拓展的優勢，近年來發展迅速。

研究團隊稱，大陸「自2017年起先後完成了10比特、12比特、18比特的真糾纏態制備，持續刷新超導量子計算領域的糾纏比特數目的紀錄」。