今天小編分享的社會經驗：新突破！中國科學家刷新紀錄，歡迎閱讀。
記者從中國科學院獲悉，中國科學技術大學中國科學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骁合作，成功實現了 51 個超導量子比特簇态制備和驗證，刷新了所有量子系統中真糾纏比特數目的世界紀錄，并首次演示了基于測量的變分量子算法。
該工作将量子系統中真糾纏比特數目的紀錄由原先的 24 個大幅突破至 51 個，充分展示了超導量子計算體系優異的可擴展性，對于研究多體量子糾纏、實現大規模量子算法以及基于測量的量子計算等具有重要意義。相關研究成果于 7 月 12 日在線發表在國際學術期刊《自然》上。
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。多年以來，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标。
量子真糾纏态比特數目的發展歷史。研究團隊供圖
自 1998 年人們首次利用核磁共振系統實現 3 比特 GHZ 态的制備開始，真多體糾纏态的制備成為包括光子、離子阱、金剛石氮空位色心、中性原子及超導量子比特等各種物理系統規模化擴展的重要表征手段。其中，超導量子比特具有規模化拓展的優勢，近年來發展迅速。我國科學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，自 2017 年起先後完成了 10 比特、12 比特、18 比特的真糾纏态制備，不斷刷新超導量子計算領網域的糾纏比特數目紀錄。
然而，更大規模的真糾纏态制備要求高連通性的量子系統、高保真的多比特量子門以及高效準确的量子态保真度表征手段。高連通性保證了大規模量子态生成的可能性，避免因缺陷和連通性不足限制量子态規模；通過高保真量子門才能夠将量子比特連接起來形成高保真的多體量子糾纏态；而高效的量子态表征是克服随比特數指數級增長的量子态規模復雜度、進行量子态保真度準确估計的重要保證。由于難以實現對量子系統性能、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 個量子比特。
利用 " 祖衝之二号 " 完成的 51 比特一維簇态制備的線路及量子态保真度結果。研究團隊供圖
研究團隊在前期構建的 " 祖衝之二号 " 超導量子計算原型機基礎上，進一步将并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%，并結合研究團隊所提出的大規模量子态保真度驗證判定方案，成功實現了 51 比特簇态制備和驗證。最終 51 比特一維簇态保真度達到 0.637±0.030，超過 0.5 糾纏判定阈值 13 個标準差。在此基礎上，研究團隊通過結合基于測量的變分量子本征求解器，開展了對于小規模擾動平面碼的本征能量的求解，首次實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用奠定了基礎。
來源：人民網 記者：趙竹青
