近日，从中国科学技术大学传来振奋人心的消息：该校潘建伟、朱晓波、彭承志等科学家与上海量子科学研究中心、河南省量子信息与量子密码重点实验室、中国计量科学研究院、济南量子技术研究院、西安电子科技大学微电子学院以及中国科学院理论物理研究所等单位紧密合作，成功构建出 105 比特超导量子计算原型机 “祖冲之三号”。

其处理 “量子随机线路采样” 问题的速度比目前国际最快的超级计算机快千万亿倍，再度刷新超导体系量子计算优越性世界纪录。3 月 3 日，相关成果以封面论文形式发表于国际知名学术期刊《物理评论快报》，审稿人称赞该研究 “构建了目前最高水准的超导量子计算机” 。

量子计算，作为被寄予厚望的下一代信息革命关键技术，其发展备受全球瞩目。量子计算优越性犹如一道关键门槛，只有成功跨越，才能证明量子计算机超越传统计算机的可行性，它不仅是量子计算具备实际应用价值的重要前提，更是衡量一个国家量子计算研究实力的关键指标。

早在 2019 年，美国谷歌公司推出 53 比特的 “悬铃木” 量子计算原型机，宣称实现了量子计算优越性，其完成特定随机线路采样任务的速度远超当时的超级计算机。不过，2023 年中国科学家凭借更为先进的经典算法，利用 A100 GPU 仅需约 17 秒便完成相同任务，有力地挑战了谷歌的这一结论。紧接着在 2020 年，中国科学技术大学构建的 “九章” 光量子计算原型机，基于光子技术路线，首次严格证明了量子计算优越性，让世界见证了中国在该领域的雄厚实力。随后的 2021 年，66 比特的超导量子计算原型机 “祖冲之二号” 研制成功，使得中国率先成为在超导和光量子两条技术路线上均实现 “量子优越性” 的国家，在量子计算领域站稳了第一梯队。

此次 “祖冲之三号” 的诞生，堪称是中国量子计算征程上的又一重大飞跃。在 “祖冲之二号” 的基础上，科研团队历经三年多的艰苦攻关，对多项关键性能指标进行了大幅度提升。“祖冲之三号” 包含 105 个可读取比特和 182 个耦合比特，量子比特相干时间达到 72μs，并行单比特门保真度达到 99.90%，并行两比特门保真度达到 99.62%，并行读取保真度达到 99.13%，综合性能跃居国际领先水平。

经严格测试，“祖冲之三号” 完成 83 比特 32 层的随机线路采样，以目前最优经典算法作为对比基准，其计算速度不仅比当前最快的超级计算机快千万亿倍，相较于 2024 年 10 月谷歌公开发表的最新成果，也快了百万倍之多，一举成为目前国际超导体系中展现最强量子计算优越性的典范。

国际学界普遍认为，量子计算的发展要经历 “三步走” 战略：第一步实现量子计算优越性，这一目标中国已通过 “九章”“祖冲之二号” 等成果顺利达成；第二步是研制能够操纵数百个量子比特的量子模拟机，用以攻克超级计算机难以解决的重大实用问题；第三步则是大幅提升量子比特的操纵精度、集成数量以及容错能力，最终打造出可编程的通用量子计算机。当下，“祖冲之三号” 科研团队正围绕量子纠错、量子纠缠、量子模拟、量子化学等多个前沿方向全力探索。

“我们正全力开展码距为 7 的表面码纠错研究，待取得阶段性成果后，计划将码距进一步扩展至 9 和 11，为大规模量子比特的集成和操纵筑牢根基。”“祖冲之号” 总师朱晓波教授介绍道。所谓码距，在量子纠错领域意义重大，码距越大，参与纠错的比特数量越多，量子纠错能力就越强，距离实现真正的通用容错量子计算也就更近一步。

“祖冲之三号” 的成功研制，对我国乃至全球的量子计算发展都具有深远意义。从技术层面看，它在量子比特数量与测控性能上实现重大突破，意味着能够处理更为复杂的量子信息，执行更高级的量子算法。在科学研究领域，“祖冲之三号” 量子处理器性能的成功标定，将有力推动量子纠错研究以及通用量子容错技术的进步，同时为量子化学模拟、药物研发等领域的深入探索提供强大助力。

在全球范围内，量子计算已成为各国科技竞争的新高地，目前中美两国在该领域处于国际第一方阵，呈现出你追我赶、交替领先的激烈竞争态势。随着 “祖冲之三号” 的问世，中国在超导量子计算领域再次彰显了强大实力，为未来量子计算技术的持续创新与广泛应用注入了强大动力。相信在科研人员的不懈努力下，量子计算必将在更多领域展现出巨大潜力，为人类社会的发展带来前所未有的变革。