中国科研团队破解超导量子计算“速度与保真度”相互制约难题

记者7日从安徽省量子计算芯片重点实验室获悉，本源量子计算科技(合肥)有限公司与中国科学技术大学组成的研究团队提出新型量子门技术方案，成功破解超导量子计算领域“速度与保真度”相互制约难题。

相关成果已发表于国际专业学术期刊《物理评论快报》，实验验证工作在“本源悟空”超导量子计算机上完成。

量子计算机依靠量子门完成基础运算操作，其作用类似传统计算机的逻辑门。稳定高效的量子计算，要求量子门同时具备超快操作速度与超高计算准确率，但二者长期存在难以调和的矛盾。量子门运行速度越快，硬件波形失真、时序偏差带来的误差就越显著，精度会大幅下降；若放慢速度保证准确率，又会拖累整机计算效率，成为制约超导量子计算发展的关键瓶颈。

针对这一难题，研究团队创新性地提出参数空间扩展受控相位门(PSE-CZ)方案。据本源量子测控科学家杨小燕介绍，该方案无需延长脉冲操作时长，通过将脉冲中间区域的失谐量拆分为两个独立可调参数，相当于给系统新增了一枚“调节旋钮”，可同步纠正泄漏与相位两类误差，实现高速与高精度兼得。

依托“本源悟空”超导量子计算机，团队选取20对两比特量子门开展测试。结果显示，新方案能有效降低短脉冲畸变引发的相干误差，使量子门性能更接近理论极限。

该方案不仅适配超导量子计算体系，还可推广至离子阱、固态自旋等多种量子计算平台，有望为实现更快、更高保真的量子逻辑操作提供新方法。