中国科学技能年夜学中国科学院量子信息与量子科技立异研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等构成的研究团队与北京年夜学袁骁互助，乐成实现了51个超导量子比特簇态制备以及验证，刷新了所有量子体系中真纠缠比特数量的世界纪录，并初次演示了基在丈量的变份量子算法。7月12日，相干研究结果于线揭晓于《天然》杂志上。

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哄骗“祖冲之二号”完成的51比特一维簇态制备的路线及量子态保真度成果。中国科年夜供图

潘建伟先容，该事情将各个量子体系中真纠缠比特数量的纪录由原先的24个年夜幅冲破至51个，充实展示了超导量子计较系统优秀的可扩大性，对于在研究多体量子纠缠、实现年夜范围量子算法和基在丈量的量子计较等具备主要意思。

量子纠缠是量子力学中最神秘也是最根蒂根基的性子之一，同时也是量子信息处置惩罚的焦点资源，是量子计较加快效应的底子来历之一。多年以来，实现年夜范围的大批子比特纠缠����APP始终是列国科学家奋力寻求的方针。自1998年人们初次哄骗核磁共振体系实现3比特纠缠态的制备最先，真多体纠缠态的制备成为包孕光子、离子阱、金刚石氮空位色心、中性原子及超导量子比特等各类物理体系范围化扩大的主要表征手腕。

此中，超导量子比特具备范围化拓展的上风，最近几年来成长迅速。我国科学家于超导量子比特多体纠缠制备方面取患了一系列主要结果，自2017年起前后完成为了10比特、12比特、18比特的真纠缠态制备，不停刷新超导量子计较范畴的纠缠比特数量纪录。

然而，更年夜范围的真纠缠态制备要求高连通性的量子体系、高保真的多比特量子门、和高效正确的量子态保真度表征手腕。因为难以实现对于量子体系的机能、操控威力和验证手腕的这些要求，此前真纠缠比特的范围未能冲破24个量子比特。

这次研究中，研究团队于前期构建的“祖冲之二号”超导量子计较原型机的根蒂根基上，进一步将并行多比特量子门的保真度提高到99.05%、读取精度提高到95.09%，并联合研究团队所提出的年夜范围量子态保真度验证判断方案，乐成实现了51比特簇态制备以及验证。终极51比特一维簇态保真度到达0.637±0.030，跨越0.5纠缠判断阈值13个尺度差。

于此根蒂根基上，研究团队经由过程联合基在丈量的变份量子本征求解器，开展了对于在小范围的扰动平面码的本征能量的求解，初次实现了基在丈量的变份量子算法，为基在丈量的量子计较方案走向实用奠基了根蒂根基。

相干论文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06195-1

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