中國量子處理器突破性進展：超越Google Willow晶片，效能驚人

中國科學家近日研發出一款名為「祖沖之3.0」的超導量子處理器（QPU），其效能不僅超越全球最快的超級電腦，更與Google最新推出的Willow QPU並駕齊驅。這款105量子位元的晶片，標誌著量子計算領域的重大突破。

根據中國科學技術大學（USTC）的研究團隊表示，祖沖之3.0在量子計算的隨機電路取樣（RSC）基準測試中，僅需數百秒即可完成一項83量子位元、32層的任務。相較之下，全球第二快的超級電腦Frontier則需要59億年才能完成相同任務。這項成果不僅比Google上一代Sycamore晶片快上100萬倍，更讓量子計算的「量子霸權」概念再次受到矚目。

儘管量子處理器在特定基準測試中展現出驚人效能，但研究團隊也指出，傳統演演算法的進步可能縮小與量子計算的差距。例如，2019年Google首次宣佈量子電腦超越傳統電腦時，便是基於RSC基準測試的結果。

祖沖之3.0的設計採用了105個超導量子位元，這些位元由鉭、鈮和鋁等金屬製成，具有較低的噪音敏感性。與前一代的66量子位元晶片相比，新一代晶片在相干時間、閘極精確度和量子錯誤校正等方面均有顯著提升。相干時間的延長意味著量子位元能夠更長時間地維持其量子態，從而執行更複雜的運算。

此外，祖沖之3.0在單量子位元閘極精確度達到99.90%，雙量子位元閘極精確度則為99.62%。雖然Google的Willow QPU在這兩項指標上略勝一籌，分別達到99.97%和99.86%，但祖沖之3.0的整體表現仍令人印象深刻。

這些進步主要歸功於製造工藝的改進，包括更精確的量子位元設計和最佳化的製造方法。例如，新一代晶片採用鉭和鋁作為量子位元元件，並透過銦凸塊倒裝晶片工藝進行連線，從而提高了精確度並減少汙染。

研究團隊在論文中表示：「我們的工作不僅推動了量子計算的前沿發展，更為量子處理器在解決複雜現實問題中的應用奠定了基礎。」這項突破性進展預示著量子計算將在未來科技領域扮演更加重要的角色。