在全球量子计算竞争进入关键阶段的背景下,如何提升量子系统的纠错能力与计算稳定性,仍是制约技术突破的核心问题;传统量子比特容易受到环境噪声影响;而具备拓扑保护特性的簇态因其特殊的对称性结构,能够抑制特定类型的干扰,被认为是实现容错量子计算的重要路径。研究团队依托自主研制的“祖冲之3.1”超导量子处理器,完成了95比特一维簇态和72比特二维簇态的规模化制备。实验结果显示,这些拓扑态在对称性破缺扰动下仍保持稳定,其运算奇偶性结构带来更高的计算保真度。更关键的是,团队首次在测量基框架内成功运行Deutsch-Jozsa量子算法,相比传统电路模型体现出更高的查询效率。
从资源态的规模化制备、拓扑结构的可测量验证到算法层面的运行演示,这项研究表明了我国在量子计算基础研究与工程实现上的同步推进。面向未来,量子计算的竞争不只在“比特数”,更在“可控、可验、可扩展”的系统能力。以更稳健的资源态为基础、以测量型架构为探索方向,将有望为更高可靠性的量子计算奠定关键支撑。