2023年12月26日，由科技日报社主办、部分两院院士和媒体人士共同评选出的2023年国内、国际十大科技新闻揭晓。

　　我中心主导的研究成果“51个超导量子比特簇态制备刷新世界纪录”入选国内十大科技新闻。

51个超导量子比特簇态制备刷新世界纪录

图1 量子真纠缠态比特数目的发展历史。

　　继实现10比特、12比特、18比特的真纠缠态制备之后，来自中国科学技术大学等单位的研究人员又取得了重要突破——成功实现51个超导量子比特簇态制备和验证，刷新了所有量子系统中真纠缠比特数目的世界纪录。相关成果7月12日在线发表于《自然》杂志。

　　超导量子计算被普遍认为是最有可能率先实现实用化量子计算的方案之一，因而备受关注。作为量子计算的基本单元，量子比特不同于非0即1的经典比特，它可以“同时”处于0和1叠加态，即量子相干叠加态。

　　当人们把量子叠加拓展到多量子比特体系，自然就导致了量子纠缠的概念。多个量子比特一旦实现了相干叠加，其代表的状态空间将会随着量子比特的数目增多而呈指数增长。这被认为是量子计算加速效应的根源。多年以来，实现大规模的多量子比特纠缠一直是各国科学家奋力追求的目标。

图2 利用“祖冲之二号”完成的51比特一维簇态制备的线路及量子态保真度结果。

　　然而，由于更大规模的真纠缠态制备要求高连通性的量子系统、高保真的多比特量子门以及高效准确的量子态保真度表征手段，此前真纠缠比特的规模未能突破24个量子比特。

　　该研究将量子系统中真纠缠比特数目的纪录由24个大幅突破至51个，充分展示了超导量子计算体系优异的可扩展性，对研究多体量子纠缠、实现大规模量子算法以及基于测量的量子计算等具有重要意义。

　　延伸阅读：https://www.hfnl.ustc.edu.cn/detail?id=21085