潘建伟团队实现95量子比特簇态验证，奠定量子计算工业应用基础

潘建伟团队实现95量子比特簇态验证，奠定量子计算工业应用基础

作者：泷澹未来工业网编辑部

2026年3月，中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志、龚明团队与北京大学袁骁团队等合作，在《Nature Physics》杂志发表研究论文，宣布基于105比特“祖冲之3.1”超导量子处理器，成功实现了最高95比特一维簇态和72比特二维簇态的制备与验证，并进一步开展了对称性保护拓扑相探测和基于测量的量子计算实验，这一成果使我国在量子计算领域实现重大突破，容错能力与扩展性大幅提升，为量子计算在工业仿真、材料设计等未来工业领域的应用奠定了坚实基础。

量子计算作为颠覆性前沿技术，是未来工业领域的核心发展方向之一，其凭借超强的并行计算能力，能够大幅提升工业仿真、材料设计、药物研发等领域的效率，突破传统计算技术的瓶颈。簇态是量子信息中一类结构规则的多体纠缠态，也是基于测量的量子计算（MBQC）的重要资源，能否在真实硬件上制备、验证并利用大规模簇态，一直是量子计算实验中的重要难题。过去几年里，多种平台都展示过纠缠态和小规模簇态实验，但要同时做到规模较大、保真度较高，并能承载具体算法演示，难度极大。

此次潘建伟团队使用的“祖冲之3.1”超导量子处理器，在相干性、读出链路和双比特门控制等方面进行了大幅优化，空闲态能量弛豫时间的中位数提升到49.7微秒，读出保真度中位数达到99.35%，并行校准后的受控Z门中位保真度达到99.50%，为大规模簇态制备提供了强大的硬件支撑。为减小并行操作带来的相关误差，团队发展了一种“动态关耦”方法，在执行双比特门和读出时，主动关闭不需要的残余耦合通道，从而降低并行操作带来的相关噪声，大幅提升了簇态制备的保真度。

实验结果显示，团队在常规读出误差修正框架下验证了最高95比特一维簇态，其保真度为0.5603±0.0084；同时实现了最高72比特二维三层图样簇态和57比特二维四层图样簇态，其保真度分别为0.5519±0.0054和0.5104±0.0045，上述结果均超过多体真实纠缠判据中的0.5阈值，说明实验得到的簇态已经进入多体真实纠缠区域，具备作为量子计算资源的条件。

值得注意的是，该团队并没有把簇态研究停留在制备和验证上，而是进一步考察了这些簇态在具体任务中的表现。对于一维簇态，团队通过量子隐形传态实验来探测其对称性保护拓扑性质，结果表明，在加入不同类型的对称性破坏扰动后，不同输入态的传态保真度变化并不相同，说明这种传态行为和簇态的对称性质有关。在算法层面，团队利用二维簇态实现了德意志-乔萨算法（Deutsch-Jozsa algorithm）的测量型版本，对于代表性的平衡函数，该实现最多涉及20比特输入、65个物理比特，在20比特输入时，其输出态保真度达到0.5643±0.0095，高于对应线路模型实现的结果，且在99.9%置信度下，区分常函数与平衡函数所需的查询次数优于经典方法。

业内专家表示，潘建伟团队的这一成果，在超导量子计算平台上实现了更大规模的可验证簇态，并完成了拓扑性质探测和测量型算法演示，大幅提升了我国量子计算的技术水平，为量子计算在工业仿真、材料设计、金融分析等未来工业领域的应用奠定了基础。未来，随着量子计算技术的持续突破，其将逐步应用于工业领域，推动产业技术变革，提升工业生产效率和创新能力。

数据来源：《Nature Physics》期刊论文、中国科学技术大学官方发布、智源社区2026年3月21日报道、潘建伟团队研究成果公开数据。

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