近日，中國科學技術大學中科院量子信息與量子科技創新研究院潘建偉、朱曉波、彭承志等組成的研究團隊與北京大學袁驍合作，成功實現51個超導量子比特簇態製備和驗證，刷新了所有量子系統中真糾纏比特數目的世界紀錄，並首次實現基於測量的變分量子算法的演示。

實現51個超導量子比特簇態製備和驗證（研究團隊供圖）

    7月12日，國際頂級學術期刊《自然》雜誌發表了相關研究成果。合肥高新區企業科大國盾量子技術股份有限公司首席科學家彭承志是論文作者之一。該公司參與上述研究，提供了相關設備及維護支持。

    成功實現51比特簇態製備和驗證

    據了解，量子糾纏是量子力學中最神秘也是最基礎的性質之一，同時也是量子信息處理的核心資源，是量子計算加速效應的根本來源之一。因此，實現大規模的多量子比特糾纏一直是各國科學家奮力追求的目標。自1998年人們首次利用核磁共振系統實現3比特GHZ態的製備開始，真多體糾纏態的製備成為包括光子、離子阱、NV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徵手段。

    然而，更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操作、以及高效準確的量子態保真度表徵手段。此前，各個量子系統中真糾纏比特數目的紀錄為24個。

    此次，研究團隊在前期構建的「祖沖之二號」超導量子計算原型機基礎上，進一步將並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%，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。這充分展示了超導量子計算體系優異的可擴展性，對於多體量子糾纏研究、大規模量子算法實現以及基於測量的量子計算具有重要意義。

量子真糾纏態比特數目的發展歷史（研究團隊供圖）

    國盾量子助力量子計算前沿研究

    作為發源、成長於合肥高新區的企業，國盾量子是唯一參與到「祖沖之二號」實現「量子計算優越性」實驗的企業單位，同樣為上述研究提供了室溫超導量子計算操控系統等搭建和維護支持。助力量子計算前沿研究的同時，國盾量子已具備了提供超導量子計算整機解決方案的能力，搭建了「祖沖之二號」同款超導量子計算機，並於今年5月接入量子計算雲平台，面向公眾開放。

    截至目前，除國盾量子外，合肥高新區已集聚了量子技術核心企業近20家，量子領域上下游企業30餘家，形成全國聞名的「量子大道」，誕生了世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」、光量子計算原型機「九章號」、超導量子計算原型機「祖沖之號」等一批世界一流創新成果。（記者 柏永 通訊員 駱貝貝）