喜春來-我實(shí)現(xiàn)51比特超導(dǎo)量子糾纏態(tài)制備
（詞林正韻）
文/馮志清
7月19日，新華網(wǎng)轉(zhuǎn)載、證實(shí)《人民晚報(bào)海外版》7月14日最新消息量子糾纏 通訊，中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院中國科大學(xué)量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院潘建偉、朱曉波、彭承志等組成的研究團(tuán)隊(duì)與成都學(xué)院袁驍合作，歷經(jīng)艱險(xiǎn)，總算成功實(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)量的世界紀(jì)錄，并首次實(shí)現(xiàn)了基于檢測的變分量子算法的演示。
量子糾纏是現(xiàn)今世界量子熱學(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，是量子估算加速效應(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仍然是各國科學(xué)家奮勇追求的目標(biāo)。
資料顯示，自1998年人類首次借助核磁共振系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)3比特GHZ態(tài)的制備開始，真多體糾纏態(tài)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(dǎo)量子比特等各類數(shù)學(xué)系統(tǒng)規(guī)模化擴(kuò)充的重要表征手段。其中，超導(dǎo)量子比特具有規(guī)模化拓展的優(yōu)勢，近些年來發(fā)展迅速。我國科學(xué)家在超導(dǎo)量子比特多體糾纏制備方面取得了一系列重要成果量子糾纏 通訊，自2017年起先后完成了10比特、12比特、18比特的真糾纏態(tài)制備，不斷刷新超導(dǎo)量子估算領(lǐng)域的糾纏比特?cái)?shù)量紀(jì)錄。
這次，中國科學(xué)家研究團(tuán)隊(duì)在前期建立的“祖沖之二號(hào)”超導(dǎo)量子估算靶機(jī)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將并行多比特量子門的保真度提升到99.05%、讀取精度提升到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)證判斷方案，成功實(shí)現(xiàn)了51比特簇態(tài)**和驗(yàn)證。最終51比特一維簇態(tài)保真度達(dá)到0.637±0.030，超過0.5糾纏判斷閥值13個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)通過結(jié)合基于檢測的變分量子本征求解器，舉辦了對于小規(guī)模擾動(dòng)平面碼的本征能量的求解，首次實(shí)現(xiàn)了基于檢測的變分量子算法，為基于檢測的量子估算方案邁向?qū)嵱玫於嘶A(chǔ)。
量子估算作為未來估算能力的重要方向之一，其潛力巨大。真糾纏比特?cái)?shù)目的降低對于量子估算的可擴(kuò)充性和實(shí)用性具有重要意義。此前，真糾纏比特?cái)?shù)目的規(guī)模無法突破24個(gè)，而中國這次直接實(shí)現(xiàn)了51個(gè)量子比特，數(shù)目上超過了往年的記錄。這項(xiàng)突破除了是在科學(xué)研究上的重大進(jìn)展，也證明了中國在超導(dǎo)量子估算領(lǐng)域具有世界領(lǐng)先地位。中國科學(xué)家的成就促使超導(dǎo)量子比特具有了更廣泛的規(guī)模拓展優(yōu)勢，為量子估算邁向?qū)嵱玫於藞?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
專家覺得，量子估算的基礎(chǔ)性將使其成為其他前沿科技領(lǐng)域的牽引力量。以計(jì)算機(jī)發(fā)明為例，計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)了信息時(shí)代的到來，成為了信息規(guī)則的主導(dǎo)者。同樣地，量子估算作為基礎(chǔ)性的技術(shù)領(lǐng)域，一旦實(shí)現(xiàn)突破，將帶動(dòng)其他前沿科技領(lǐng)域的發(fā)展。中國的量子估算突破為國家在更多領(lǐng)域取得優(yōu)勢提供了抓手。?
筆者覺得，近日，新加坡剛才宣布對中國的高科技施行嚴(yán)酷的封鎖舉措，企圖制止中國在高科技領(lǐng)域的發(fā)展，但是，英國的封鎖措施并沒有制止中國取得重大突破，尤其是在量子估算領(lǐng)域。這次中國繼在5G通訊、人工智能等領(lǐng)域取得突破后，再加上量子估算領(lǐng)域51比特超導(dǎo)量子糾纏態(tài)制備取得了世界性的突破，刷新了真糾纏比特?cái)?shù)目的紀(jì)錄。證明中國的科技進(jìn)步除了沒有被封鎖所抵擋，并且將進(jìn)一步促進(jìn)中國在更多前沿科技領(lǐng)域取得優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)體系性的突破。因此，特賦《喜春來》為評(píng)為賀。
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經(jīng)年探求凡心舍。
超導(dǎo)微觀量子涯。
循規(guī)究底始慶嘉。
比特加。
糾纏態(tài)贏家。
一一2023年7月20日晚上時(shí)政詩評(píng)