中國科大“祖沖之號”入選2021年度中國科學十大進展

澎湃新聞記者 王蕙蓉

2月28日，科學技術部高技術研究發展中心（基礎研究管理中心）發佈2021年度中國科學十大進展。中國科學技術大學潘建偉院士團隊的“可編程二維62比特超導處理器‘祖沖之號’的量子行走”與其他9項重大科學進展入選。

圖片來自中華人民共和國科學技術部官網

其他入選重大科學進展包括：火星探測任務天問一號探測器成功着陸火星；中國空間站天和核心艙成功發射，神舟十二號、十三號載人飛船成功發射並與天和核心艙成功完成對接；從二氧化碳到澱粉的人工合成；嫦娥五號月球樣品揭示月球演化奧祕；揭示SARS-CoV-2逃逸抗病毒藥物機制；FAST捕獲世界最大快速射電暴樣本；實現高性能纖維鋰離子電池規模化製備；自供電軟機器人成功挑戰馬裏亞納海溝；揭示鳥類遷徙路線成因和長距離遷徙關鍵基因。

2021年5月7日，潘建偉院士團隊在自主研製二維結構超導量子比特芯片的基礎上，成功構建了國際上超導量子比特數目最多、包含62個比特的可編程超導量子計算原型機“祖沖之號”，並在該系統上成功進行了二維可編程量子行走的演示，相關研究成果在線發表於《科學》期刊。

模型示意圖：“祖沖之號”超導量子處理器，圖片來自論文

超導量子計算，作爲最有希望實現可拓展量子計算的候選者之一，其核心目標是如何同步地增加所集成的量子比特數目，以及提升超導量子比特性能，從而能夠高精度相干操控更多的量子比特，實現對特定問題處理速度上的指數加速，並最終應用於實際問題中。

該團隊開創性地將超導量子比特應用到量子行走的研究中，在超導量子系統上實現量子優越性展示，爲可解決具有重大實用價值問題的量子計算研究奠定了技術基礎。此外，基於“祖沖之號”量子計算原型機的二維可編程量子行走在量子搜索算法、通用量子計算等領域具有潛在應用。

二維超導量子比特芯片示意圖， 每個橘色十字代表一個量子比特

“中國科學十大進展”遴選活動由科學技術部高技術研究發展中心（基礎研究管理中心）牽頭舉辦，至今已成功舉辦17屆，旨在宣傳我國重大基礎研究科學進展，激勵廣大科技工作者的科學熱情和奉獻精神，開展基礎研究科學普及，促進公衆理解、關心和支持基礎研究，在全社會營造良好的科學氛圍。

2021年度，《中國基礎科學》、《科技導報》、《中國科學院院刊》、《中國科學基金》和《科學通報》等5家編輯部共推薦了310項科學研究進展，皆是在2020年12月1日至2021年11月30日期間正式發表或完成的研究成果。

2021年12月，科學技術部高技術研究發展中心組織召開了2021年度中國科學十大進展初選會議，組織專家從310項科學進展中遴選出30項進入終選。終選由中國科學院院士、中國工程院院士、國家重點實驗室主任、國家重點研發計劃有關重點專項總體專家組成員和項目負責人、原973計劃顧問組和諮詢組專家、以及項目首席科學家等3500餘位知名專家學者進行網上投票，得票數前10位入選“2021年度中國科學十大進展”。