10月26日至28日，第十九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛2025年度中国青年科技创新“揭榜挂帅”擂台赛“新一代信息技术领域”终审主擂台赛在重庆市高新区成功举办。中心袁骁课题组学生组成的2支队伍代表北京大学参赛。

经过激烈角逐，2支队伍均脱颖而出，喜获佳绩。以计算机学院2023级博士生霍子璇为参赛代表的团队，在“CQ-19 优化量子计算效率，开启实用量子时代”赛题中斩获擂主（特等奖第一名）；以计算机学院2022级博士生黄俊翔为参赛代表的团队，在“CQ-01 量智突破极限，共助‘新质’发展——量子计算创新挑战赛”赛题中获特等奖。

擂主：霍子璇

项目名称：近期量子计算机上较大规模分子模拟的实用化探索

推报学院：计算机学院

团队成员：霍子璇

指导教师：袁   骁

项目简介

本项目创新了 Landau-Zener-Surface-Hopping（LZSH）NAMD 的量子适应扩展。该扩展融入了曲率驱动的跃迁修正，以保护布居数演化在解离极限区域免受虚假跃迁干扰，同时保持不用计算非绝热耦合（NAC）的高效性，以及保留轨迹独立性以支持并行加速。此外，为了确保 LZSH 所需的高精度 PES，本项目开发了一个 Sub-micro-Hatree 精度的量子计算电子结构求解器来计算 PES 和核力。该求解器支持活性空间选择，支持在量子或经典集群上的并行加速。本项目展示了该求解器对多样化学系统的适应性——包括带电的氢三正离子体系和具有代表性的多参考体系乙烯。本项目为量子计算在 NAMD 中的实际应用铺平了道路，展示了量子/经典集群并行模拟在实用计算化学中的潜力。

特等奖：黄俊翔

项目名称：量子线路中的泡利信道行为刻画与错误缓解

推报学院：计算机学院

团队成员：黄俊翔、叶润宇、张宇鹍

指导教师：袁骁、姚远

项目简介

在含噪中等规模量子时代，噪声干扰是量子计算的核心挑战。本项目针对局域置乱量子线路中的噪声白化现象进行严谨分析，即局域泡利误差通过幺正动力学转化为全局阻尼。利用泡利路径展开形式和幺正设计理论，我们揭示了关键二分性：典型路径振幅因弹道式算符扩展而超指数衰减，而系综方差由稀有低权重路径主导，呈现指数衰减。项目证明，白化机制源于局域置乱幺正算符的泡利混合性质与泡利信道的权重依赖阻尼的交互。在高维几何局域线路中，衰减加速；全连接线路则表现出更强的超指数抑制。此外，含噪与理想期望值的偏差在浅层为线性累积，在深层因共同收敛于哈尔随机极限而消失。这些结果完整刻画了变分量子算法中的噪声诱导贫瘠高原，并确立维持量子相干性的深度限制。项目为 NISQ 设备标定测试、经典模拟算法设计及量子优势边界提供了理论指导，助力噪声缓解策略的优化。

据悉，自2021年在“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛框架下设立以来，“揭榜挂帅”专项赛已成功举办3届，成为共青团引领青年投身科技创新的重要平台。2025年，赛事全新升级为“中国青年科技创新‘揭榜挂帅’擂台赛”，更加突出科技创新，以引导广大青年踊跃投身科研攻关一线，加速科技创新成果向现实生产力转化。

2025年是北京大学科技创新年，中心两支学生团队代表北京大学在量子计算等新一代信息技术尖端领域取得的优异成绩，充分展现了北大青年学子勇闯科技前沿的创新活力与攻坚克难的扎实能力，彰显了学校在服务国家重大战略需求、培养拔尖创新人才方面的显著成效。