開欄的話   從開啟農(nóng)村改革巨幕的“大包干”，到闖出個(gè)體經(jīng)濟(jì)之路的“傻子瓜子”，安徽一次次書寫時(shí)代傳奇；從稅費(fèi)改革、醫(yī)藥衛(wèi)生體制改革，到文化體制改革、全面創(chuàng)新改革試驗(yàn)，安徽一次次引領(lǐng)風(fēng)氣之先；從全球首顆量子通信衛(wèi)星上天，到“人造太陽”求解人類終極能源難題，安徽一次次刷新進(jìn)步的前沿。70 年來，安徽從新中國成立時(shí)一個(gè)落后的農(nóng)業(yè)省，到今天實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)大省、工業(yè)大省、科技大省的“三級跳”，以精彩蝶變書寫時(shí)代答卷，以改革創(chuàng)新的昂揚(yáng)姿態(tài)挺進(jìn)新時(shí)代。從今天起，本報(bào)開辟專欄，講述安徽70年發(fā)展成就。

記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、朱曉波、彭承志等組成的超導(dǎo)量子實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國科學(xué)院物理研究所范桁理論小組，在超導(dǎo)量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，在一個(gè)集成了24 個(gè)量子比特的超導(dǎo)量子處理器上，通過對超過20 個(gè)超導(dǎo)量子比特的高精度相干調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了Bose-Hubbard 梯子模型多體量子系統(tǒng)的模擬。該研究成果于7月30日在線發(fā)表在國際權(quán)威期刊《物理評論快報(bào)》上。

超導(dǎo)量子計(jì)算被普遍認(rèn)為是最有可能率先實(shí)現(xiàn)實(shí)用化量子計(jì)算的方案之一，因而備受關(guān)注。作為量子計(jì)算的基本單元——量子比特不同于非“0”即“1”的經(jīng)典比特，可以處于“0”態(tài)和“1”態(tài)之間的所謂“量子相干疊加態(tài)”。當(dāng)人們把量子疊加拓展到多量子比特體系，就自然導(dǎo)致了量子糾纏的概念。多個(gè)量子比特一旦實(shí)現(xiàn)相干疊加，其代表的狀態(tài)空間將會(huì)隨著量子比特的數(shù)目指數(shù)增加。這也被認(rèn)為是量子計(jì)算能夠有指數(shù)加速能力的根源所在。

目前，超導(dǎo)量子計(jì)算的核心目標(biāo)正是如何同步地增加所集成的量子比特?cái)?shù)目以及提升超導(dǎo)量子比特性能，從而能夠高精度相干操控更多的量子比特，實(shí)現(xiàn)對特定問題處理速度上的指數(shù)加速，并最終應(yīng)用于實(shí)際問題中。

潘建偉、朱曉波等一直以來瞄準(zhǔn)著超導(dǎo)量子計(jì)算的上述核心目標(biāo)，取得了一系列重要進(jìn)展。最近，研究團(tuán)隊(duì)在準(zhǔn)二維系統(tǒng)連接性、讀取效率、操控串?dāng)_及精度等問題上反復(fù)實(shí)驗(yàn)和摸索，成功地將芯片結(jié)構(gòu)從一維擴(kuò)展到準(zhǔn)二維，制備出包含24 個(gè)比特的高性能超導(dǎo)量子處理器，首次在固態(tài)量子計(jì)算系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了超過20 比特的高精度量子相干調(diào)控。

研究團(tuán)隊(duì)以24 比特超導(dǎo)量子處理器為平臺，開展量子多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題的模擬研究，在超導(dǎo)量子芯片上實(shí)現(xiàn)了對Bose-Hubbard 梯子模型多體量子系統(tǒng)的模擬，觀察到了單激發(fā)和雙激發(fā)兩種模式下完全不同的獨(dú)特動(dòng)力學(xué)過程，顯示了超導(dǎo)量子芯片作為量子模擬平臺的強(qiáng)大應(yīng)用潛力，對強(qiáng)關(guān)聯(lián)多體系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)特性研究有重要的指導(dǎo)意義，為利用多量子比特系統(tǒng)研究多體物理系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)朱曉波是負(fù)責(zé)該項(xiàng)工作實(shí)驗(yàn)部分的通訊作者，中國科學(xué)院物理研究所范桁是負(fù)責(zé)理論部分的通訊作者。葉楊森（中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)）、葛自勇（中國科學(xué)院物理研究所）和吳玉林（中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)）是文章的共同第一作者。

該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院、安徽省、上海市科委、教育部等單位的支持。（記者  陳牧）