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USTC 祖冲之3.2:首个非美国阈下量子纠错 (Λ = 1.40)

日期: 2025-12-22 | LQ: 1

量子系统: Zuchongzhi 3.2

机构: USTC (Pan Jianwei Group)

中国科学技术大学的107量子比特超导处理器祖冲之3.2通过距离为7的表面码编码1个逻辑量子比特,实现阈下量子纠错,使中国成为美国以外首个跨越这一关键容错里程碑的国家。

2025年12月,中国科学技术大学(USTC)潘建偉、朱晓波、彭承志团队在祖冲之3.2超导处理器上实现了阈下量子纠错(QEC)。该成果以编辑推荐(Editors' Suggestion)形式发表于Physical Review Letters(第135卷,260601,2025-12-22)。

实验使用距离为7的表面码编码1个逻辑量子比特,需要107个物理量子比特——49个数据量子比特、48个辅助量子比特以及泄漏抑制单元(LRU)量子比特。系统实现了错误抑制因子Λ = 1.40,证实了随着码距增加逻辑错误率降低,即处理器工作在容错阈值以下。

关键技术创新是一种新型全微波泄漏抑制架构。泄漏——量子比特逃逸至非计算态——会导致长寿命相关错误,严重降低QEC性能。USTC团队通过现有微波控制线路无需额外硬件即可抑制泄漏,降低了布线复杂性和低温封装开销,为未来大规模容错系统提供了可扩展性优势。

这一成果使中国继谷歌Willow(Λ ≈ 2.14,2024年12月)之后,成为美国以外首个实现阈下量子纠错的国家,在全球容错量子计算竞赛中树立了重要里程碑。

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