中国科大“祖冲之号”入选2021年度中国科学十大进展

澎湃新闻记者 王蕙蓉

2月28日，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布2021年度中国科学十大进展。中国科学技术大学潘建伟院士团队的“可编程二维62比特超导处理器‘祖冲之号’的量子行走”与其他9项重大科学进展入选。

图片来自中华人民共和国科学技术部官网

其他入选重大科学进展包括：火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星；中国空间站天和核心舱成功发射，神舟十二号、十三号载人飞船成功发射并与天和核心舱成功完成对接；从二氧化碳到淀粉的人工合成；嫦娥五号月球样品揭示月球演化奥秘；揭示SARS-CoV-2逃逸抗病毒药物机制；FAST捕获世界最大快速射电暴样本；实现高性能纤维锂离子电池规模化制备；自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟；揭示鸟类迁徙路线成因和长距离迁徙关键基因。

2021年5月7日，潘建伟院士团队在自主研制二维结构超导量子比特芯片的基础上，成功构建了国际上超导量子比特数目最多、包含62个比特的可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，并在该系统上成功进行了二维可编程量子行走的演示，相关研究成果在线发表于《科学》期刊。

模型示意图：“祖冲之号”超导量子处理器，图片来自论文

超导量子计算，作为最有希望实现可拓展量子计算的候选者之一，其核心目标是如何同步地增加所集成的量子比特数目，以及提升超导量子比特性能，从而能够高精度相干操控更多的量子比特，实现对特定问题处理速度上的指数加速，并最终应用于实际问题中。

该团队开创性地将超导量子比特应用到量子行走的研究中，在超导量子系统上实现量子优越性展示，为可解决具有重大实用价值问题的量子计算研究奠定了技术基础。此外，基于“祖冲之号”量子计算原型机的二维可编程量子行走在量子搜索算法、通用量子计算等领域具有潜在应用。

二维超导量子比特芯片示意图， 每个橘色十字代表一个量子比特

“中国科学十大进展”遴选活动由科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）牵头举办，至今已成功举办17届，旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神，开展基础研究科学普及，促进公众理解、关心和支持基础研究，在全社会营造良好的科学氛围。

2021年度，《中国基础科学》、《科技导报》、《中国科学院院刊》、《中国科学基金》和《科学通报》等5家编辑部共推荐了310项科学研究进展，皆是在2020年12月1日至2021年11月30日期间正式发表或完成的研究成果。

2021年12月，科学技术部高技术研究发展中心组织召开了2021年度中国科学十大进展初选会议，组织专家从310项科学进展中遴选出30项进入终选。终选由中国科学院院士、中国工程院院士、国家重点实验室主任、国家重点研发计划有关重点专项总体专家组成员和项目负责人、原973计划顾问组和咨询组专家、以及项目首席科学家等3500余位知名专家学者进行网上投票，得票数前10位入选“2021年度中国科学十大进展”。