中国科学技术大学的研究人员报告，他们研制的105比特超导量子处理器“祖冲之三号”完成了一项基准测试任务，其难度远超经典超级计算机的实际处理能力。相关成果于2025年3月3日发表，并作为封面文章刊登于《物理评论快报》。
这项工作由潘建伟、朱晓波和彭承志领导。该芯片拥有105个量子比特和182个耦合器，是在该团队此前66比特“祖冲之二号”基础上研制而成。研究人员报告称，其相干时间为72微秒，同步单比特门操作精度为99.90%，同步双比特门操作精度为99.62%，同步读取精度为99.13%。
为测试该处理器，研究团队使用83个量子比特、32层操作运行了一项随机电路采样任务。据中国科学技术大学的新闻稿称，该结果比全球最强大的超级计算机快15个数量级，比谷歌此前发表的最新量子计算成果快6个数量级。《量子内幕》报道称，若用当前领先的经典超级计算机“前沿”模拟同一任务，预计需要64亿年。
随机电路采样已成为量子硬件与经典模拟之间长期竞赛的标准测试。2019年，谷歌53比特“悬铃木”处理器用200秒完成了此类任务，当时估计经典超级计算机需要1万年才能完成。此后经典算法的进步大幅缩小了这一差距。中国科学技术大学的新闻稿指出，如今“前沿”超级计算机完成2019年那项任务仅需1.6秒。
该期刊的一位审稿人评价这项工作是“对一台新型超导量子计算机进行基准测试，展示了最先进的性能”，是“相对此前66比特设备（祖冲之二号）的重大升级”。《物理》杂志同期发表了一篇关于该研究的观点文章。
该基准测试也有其局限性。正如《量子内幕》指出，随机电路采样这类任务是专为适应量子处理器而设计的，并不能直接转化为解决现实世界问题的能力。经典模拟方法也在不断改进，这可能会随时间缩小已报告的优势。
中国科学技术大学团队表示，目前正致力于量子纠错研究，同时开展量子纠缠、模拟与化学方面的研究。利用二维量子比特网格，研究人员正在开发距离为7的表面码纠错方案，并计划将其扩展至距离9和11，这是迈向更大规模可靠量子比特的一步。
