進入21世紀，量子科技發展突飛猛進，如何加強量子科技發展戰略謀劃和系統布局，把握大趨勢，下好先手棋？

浙大的科技工作者用成果給出了答案。

2021年12月17日上午，浙江大學在杭州國際科創中心（以下簡稱科創中心）發布“莫干1號”“天目1號”超導量子芯片學術成果，成果由科創中心創新工坊首席科學家領銜，這宣告浙江量子科技邁向新發展階段。

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什么是超導量子芯片

量子計算是量子技術應用的一個重要領域。近年來，量子計算機的研制已成為全球科技戰略的必爭高地，量子芯片研制是量子計算機研究的核心。

量子計算中，最基礎的單元是量子比特。與經典比特非0即1的特性不同，1個量子比特能同時處于0和1兩個狀態，當量子比特數量增多時，對應的狀態則呈現指數型爆炸，可以攜帶更多的信息，是量子加速的關鍵。超導量子芯片是基于超導約瑟夫森結的電子線路，可以由半導體微納工藝靈活構造，被認為是量子芯片中最有前途和實用價值的一種。

評價超導量子芯片一般有三個維度：量子比特數量、退相干時間（通俗來講，即量子比特的壽命）和操控精度。一款實用性強的超導量子芯片，不僅要追求量子比特數目，還要兼顧操縱精度和退相干時間，只有三者都達到一個很好的指標，才能快速而精準地實現量子計算。

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揭秘“莫干1號”“天目1號”

本次發布會推出兩款基于不同架構的超導量子芯片：“莫干1號”和“天目1號”。

“莫干1號”是一款專用量子芯片，采用了全連通架構，適用于實現針對特定問題的量子模擬和量子態的精確調控。研究團隊利用“莫干1號”芯片系統性地研究了量子多體物理中Stark多體局域化這一廣受關注的話題，從系統對初態的記憶、量子糾纏的空間尺度等多個角度對Stark多體局域化進行了全方位的刻畫與表征，研究成果已發表于物理學權威期刊《Physical Review Letters》【Phy. Rev. Lett. 127, 240502（2021）】。利用超導量子芯片模擬量子多體系統是一個激動人心的領域，它有別于基于超級計算機的經典數值模擬，是一種全新的研究手段，將極大促進我們對復雜多體系統的研究。團隊擁有全連通架構芯片的相關專利技術，未來會在該方向繼續發展，服務于更多的學者。

“天目1號”芯片面向通用量子計算，采用了較易擴展的近鄰連通架構。為執行相對復雜的量子門電路算法，“天目1號”上共集成36個具備更長比特壽命的超導量子比特（退相干時間約50 微秒），實現了高保真度的通用量子門（受控相位門，精度優于98%）。相比于“莫干1號”，“天目1號”具備更高的編程靈活度，以執行更多種類的量子算法，可以應用于更多研究領域。近期，團隊在提高相干時間方面已經取得進一步突破，未來具備更高性能的“天目”芯片將持續為社會服務。

值得一提的是，目前該研發團隊已經擁有從超導量子芯片設計、制備、封裝到測控的全棧式研發能力，“莫干1號”與“天目1號”均為團隊自主研發制備。同時，團隊還建成了有國際先進水平的集成化量子測控平臺，可以實現多種復雜的量子實驗。

立足浙江 服務全國 面向世界

“莫干1號”和“天目1號”的研發團隊由量子光學專家、浙江大學物理學系教授、科創中心量子計算創新工坊首席科學家朱詩堯院士領銜。朱院士說，我國當前在量子信息、量子通訊的某些方面上已經達到世界先進水平，但科技發展就像跑步，別人都在跑，就看誰跑得更快，不努力就會落后，必須加倍努力。

成果的取得不是一蹴而就，浙江大學十多年前就在超導量子計算領域開始布局。2021年，浙江大學杭州國際科創中心量子計算創新工坊成立，中心為量子技術研發提供全方位保障，研發團隊規模再次擴大，團隊成員心無旁騖、潛心科研，為我國量子科技發展貢獻青春力量。

近年來，研發團隊取得了一系列的研究成果，在《Science》《Nature Physics》《Physical Review Letters》等高水平期刊以第一單位發文20余篇。

參與本次成果研發的團隊成員，不少骨干都是年輕的90后，他們就像朱院士所說的那樣，正夜以繼日，加速“奔跑”投身量子技術研發。

他們表示，“莫干”“天目”對應著浙江名山：莫干山、天目山，象征著量子團隊希望立足浙江、服務全國、面向世界的雄心壯志！

團隊科研人員表示，量子計算機有著巨大應用前景，雖然還處于初級階段，但他們相信，通過廣大科研人員的努力，量子信息時代一定會加速實現。

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