量子量子芯片“庄子2.0”成兵家必争之地

最近,咱们中国在量子模拟这块儿取得了重大突破,超导量子芯片“庄子2.0”帮咱们看清了预热化演化的规律。大家都在抢下一代颠覆性计算技术的先机,量子计算因为理论上的大潜力,成了兵家必争之地。可理论要变现实,得先搞定那些基础科学的难题,“退相干”和“热化”就是拦路虎,搞得量子信息老是丢,机器性能不稳定。 就在这几天,中国科学院物理研究所和其他单位的一帮专家,在这个领域搞出了名堂。他们利用怀柔科学城国家重大科技基础设施里的实验平台,做出了一款集成了78个高性能量子比特的“庄子2.0”芯片。这个芯片能直接模拟周期随机驱动的量子系统,让咱们第一次系统性地看到了“预热化”的全过程。相关论文已经在北京时间1月29日发表在《自然》杂志上了。 “热化”简单说就是量子系统受外界持续影响后,内部能量变得乱七八糟,信息就散了。就像你在雪上写字,太阳一晒雪化了字也就没了。但复杂系统在完全变热前会有个中间状态叫“预热化平台期”,弄明白这个平台期对延长寿命、提高处理能力特别关键。“庄子2.0”不用传统算数字的法子,直接操控量子比特自然演化成模型,帮咱们看清系统内部的能量分布。 负责人范桁研究员说这就好比看冰融化的过程。刚开始温度升得快,到了冰水共存的时候温度会卡住不动,直到冰全化了温度才会再次上升。“庄子2.0”就是通过精准控制这些过程让大家看到这种现象。这次不光证明平台期存在,更关键的是他们发现了怎么通过调节驱动的周期和强度来主动控制这个过程。这对以后设计抗干扰策略很有帮助。 能做成这件事全靠国家级大平台的支持。怀柔科学城的装置给了“庄子”系列芯片关键的制造工艺和极低温测试环境。从第一代模拟能谱结构到这次动力学突破,说明咱们这种“大装置支撑、原创研究引领”的路子正越走越顺。 范桁研究员强调说这意味着我们向理解和控制量子世界迈出了一大步。认清“热化”的规律是必须翻越的一座山。这研究不光加深了物理学界的认识,以后还能转化为延长寿命、提升容错能力的方案。这次突破是我国面向世界前沿做基础研究的又一例证。 团队接下来还打算搞个100比特以上的芯片项目,向着实用化的目标继续冲。随着对规律认识的加深和工程能力的提升,咱们有望在量子科技革命里贡献更多关键力量。