新華社北京7月12日電（記者張泉、徐海濤）量子糾纏是量子計算加速效應的根本來(lái)源之一，糾纏比特數目的增多可使量子計算能力呈指數增長(cháng)。我國科學(xué)家日前成功實(shí)現了51個(gè)超導量子比特簇態(tài)制備和驗證，刷新了所有量子系統中真糾纏比特數目的世界紀錄。
記者從中國科學(xué)院獲悉，該研究由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士、朱曉波、彭承志團隊和北京大學(xué)袁驍等科研人員合作完成，相關(guān)成果7月12日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線(xiàn)發(fā)表。
量子真糾纏態(tài)比特數目的發(fā)展歷史。（研究團隊供圖）
“量子糾纏是量子力學(xué)中最神秘也是最基礎的性質(zhì)之一，同時(shí)也是量子信息處理的核心資源。長(cháng)期以來(lái)，實(shí)現大規模的多量子比特糾纏是各國科學(xué)家?jiàn)^力追求的目標?！迸私▊ソ榻B，其中，超導量子比特具有規?；卣沟膬?yōu)勢，近年來(lái)發(fā)展迅速，我國科學(xué)家在超導量子比特多體糾纏制備方面取得了一系列重要成果。
據介紹，大規模的真糾纏態(tài)制備要求高連通性的量子系統、高保真的多比特量子門(mén)以及高效準確的量子態(tài)保真度表征手段，由于難以實(shí)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(gè)量子比特。
利用“祖沖之二號”完成的51比特一維簇態(tài)制備的線(xiàn)路及量子態(tài)保真度結果。（研究團隊供圖）
此項研究中，研究團隊在前期構建的“祖沖之二號”超導量子計算原型機的基礎上，進(jìn)一步將并行多比特量子門(mén)的保真度提高到99.05%，讀取精度提高到95.09%，并結合研究團隊所提出的大規模量子態(tài)保真度驗證判定方案，成功實(shí)現了51比特簇態(tài)制備和驗證。
“這項工作將量子系統中真糾纏比特數目的紀錄由原先的24個(gè)大幅刷新至51個(gè)，充分展示了超導量子計算體系優(yōu)異的可擴展性?！迸私▊フf(shuō)，在此基礎上，研究團隊首次實(shí)現了基于測量的變分量子算法，為基于測量的量子計算方案走向實(shí)用奠定了基礎。
