去年9月，谷歌基于53比特量子計(jì)算機(jī)證明了量子優(yōu)越性，一時(shí)間霸占各大媒體頭條，量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展愈發(fā)受到社會(huì)各界的重視。

目前致力實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)商業(yè)化的公司，除了國(guó)外谷歌、英特爾、IBM等科技巨頭，國(guó)內(nèi)本源量子、阿里云、華為等都有自己的量子計(jì)算研究機(jī)構(gòu)。

不過(guò)，要想部署量子硬件很困難，加上價(jià)格昂貴，許多組織機(jī)構(gòu)都選擇利用量子計(jì)算云服務(wù)獲得先入優(yōu)勢(shì)。

作為國(guó)內(nèi)第一家致力于量子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)化的公司，本源量子近日正式上線(xiàn)了自主研發(fā)的超導(dǎo)量子云平臺(tái)，并面向全球用戶(hù)提供基于真實(shí)量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)“悟源”的計(jì)算服務(wù)。那么，作為首個(gè)國(guó)產(chǎn)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)云平臺(tái)，我們距離國(guó)際一流水平還有多遠(yuǎn)呢？

“悟源”內(nèi)部機(jī)構(gòu)圖

接入原型機(jī)，搭載6比特真實(shí)超導(dǎo)量子芯片

本源量子此次發(fā)布的超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺(tái)通過(guò)接入本源量子自主研發(fā)的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“悟源”，為全球用戶(hù)提供公開(kāi)的量子計(jì)算服務(wù)。

根據(jù)本源量子的介紹，“悟源”是一臺(tái)能夠脫離實(shí)驗(yàn)環(huán)境，穩(wěn)定運(yùn)行的超導(dǎo)量子計(jì)算系統(tǒng)，也是國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)工程化的量子計(jì)算機(jī)，它能為內(nèi)部的量子芯片提供可靠的制冷系統(tǒng)，也配置國(guó)產(chǎn)的量子測(cè)控系統(tǒng)。

此外，“悟源”搭載的是本源量子第一代超導(dǎo)量子芯片夸父（KuaFu C6-130）。該款芯片由6個(gè)基于約瑟夫森結(jié)的超導(dǎo)量子比特構(gòu)成，根據(jù)孔偉成的介紹，約瑟夫森結(jié)是一個(gè)尺寸不到1微米的器件，具有非常強(qiáng)大和特殊的量子力學(xué)性質(zhì)，因此適用于構(gòu)建出性能優(yōu)秀的量子芯片。

值得一提的是，本源量子擁有夸父芯片的完全自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，另外24位的夸父芯片也即將部署到量子云平臺(tái)中。

“悟源”超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)

那么，量子計(jì)算云平臺(tái)的推出又有什么意義呢？除了本文開(kāi)頭提到的硬件部署困難和獲得先入優(yōu)勢(shì)，本源量子官網(wǎng)也給出了答案，量子計(jì)算機(jī)運(yùn)行環(huán)境極為苛刻，無(wú)法像個(gè)人電腦那樣普及。另外，云平臺(tái)的開(kāi)放能夠讓用戶(hù)共同測(cè)試，解決尚未成熟的技術(shù)問(wèn)題。

從歷史的維度來(lái)看，此個(gè)量子計(jì)算云平臺(tái)的推出，意味著我國(guó)的量子計(jì)算機(jī)正走出實(shí)驗(yàn)室。本源量子董事長(zhǎng)孔偉成在發(fā)布會(huì)上表示，量子計(jì)算走出實(shí)驗(yàn)室分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是從科學(xué)研究到工程實(shí)現(xiàn)，第二個(gè)階段是從工程實(shí)現(xiàn)到產(chǎn)業(yè)落地的過(guò)渡，量子云平臺(tái)的公布則是量子計(jì)算從較低成熟度的科學(xué)研究水平向更好技術(shù)成熟的的工程實(shí)現(xiàn)的一個(gè)標(biāo)志。

起步晚于國(guó)外4年，但性能基本同IBM持平

盡管本源量子在短短3年內(nèi)已經(jīng)發(fā)展成在量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域有一定國(guó)際知名度的公司，但目前所研發(fā)出來(lái)的6位量子比特的量子計(jì)算機(jī)，IBM早在2016年就已研發(fā)出來(lái)。

2016年，IBM率先研發(fā)出世界上第一個(gè)基于5位超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)的量子云平臺(tái)，之后便搭建了一套完整的量子計(jì)算機(jī)。目前，IBM已經(jīng)有22臺(tái)公開(kāi)的量子計(jì)算機(jī)，且有23萬(wàn)人次使用了量子計(jì)算機(jī)，包括100余家企業(yè)單位和科研機(jī)構(gòu)。

值得注意的是，在此前所開(kāi)放的量子計(jì)算云平臺(tái)中，真正同IBM一樣能夠提供真實(shí)量子計(jì)算機(jī)服務(wù)的公司數(shù)量極少，全世界范圍內(nèi)有5家，但無(wú)一家中國(guó)公司。本源量子超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺(tái)的上線(xiàn)則是打破了這一格局。

雖然起步晚幾年，但本源量子同IBM的產(chǎn)品性能似乎相差不大。本源量子給出的官方數(shù)據(jù)顯示，對(duì)比2017年、2020年IBM在自己的量子云平臺(tái)上的核心數(shù)據(jù)，主要包括量子邏輯門(mén)的保證度和量子讀取的保證度，本源量子目前的水平同IBM的水平相當(dāng)，甚至能夠超過(guò)IBM最初建立的云平臺(tái)水平。

探索應(yīng)用場(chǎng)景，加速產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

如果將經(jīng)典計(jì)算機(jī)的運(yùn)算過(guò)程視作硬幣的翻轉(zhuǎn)過(guò)程，硬幣的兩面分別代表1和0的數(shù)據(jù)單元，那么就可以將量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算過(guò)程比作正在旋轉(zhuǎn)的硬幣，1和0處于疊加狀態(tài)，因此能夠進(jìn)行并行運(yùn)算。

這意味著，在某些特定場(chǎng)景下，量子計(jì)算機(jī)能表現(xiàn)出遠(yuǎn)超經(jīng)典計(jì)算機(jī)的優(yōu)越性。

不過(guò)，這些場(chǎng)景仍未被完全開(kāi)發(fā)出來(lái)，本源量子也在嘗試做一些探索，加速量子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

此次發(fā)布會(huì)上，本源量子還推出了三個(gè)針對(duì)解決專(zhuān)用問(wèn)題的軟件應(yīng)用，分別是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的排序應(yīng)用、手寫(xiě)數(shù)字的識(shí)別和用戶(hù)偏好的行為預(yù)測(cè)，有的是利用量子計(jì)算與經(jīng)典計(jì)算混合實(shí)現(xiàn)，有的則是利用量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)。

此外，為了探索更多應(yīng)用場(chǎng)景，本源量子于對(duì)標(biāo)IBM、谷歌等國(guó)際巨頭建立了屬于中國(guó)自己的量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟OQIA。OQIA成立于2018年7月，依托本源量子集結(jié)了計(jì)算科技、金融分析、生物醫(yī)學(xué)、人工智能、低溫制冷、精密測(cè)控的那個(gè)行業(yè)伙伴，建立起較為廣泛的生態(tài)圈。

在金融分析領(lǐng)域，聯(lián)盟成員建信金融科技量子金融實(shí)驗(yàn)室主任吳磊表示，借助量子云平臺(tái)，金融機(jī)構(gòu)能夠快速優(yōu)化投資組合，一秒之差往往造成巨大的收益差距，以前建信金融只能依賴(lài)于IBMq或其他一些國(guó)外的量子計(jì)算公司，排隊(duì)時(shí)間較長(zhǎng)，用上國(guó)產(chǎn)化的量子云平臺(tái)之后，可以大大減少排隊(duì)時(shí)長(zhǎng)。

在藥物研發(fā)方面，安徽瀚海博興生物技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)汪國(guó)興表示，目前藥物研發(fā)的周期長(zhǎng)、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大，在眾多基因中找對(duì)與疾病對(duì)應(yīng)的藥物非常困難，而量子計(jì)算的優(yōu)越性能夠縮短研發(fā)周期?！拔覀兺ㄟ^(guò)本源量子的云平臺(tái)對(duì)自主研發(fā)的PT one抗體的特定區(qū)域進(jìn)行了改造，篩選出效果更好、安全性更高的藥物抗體，同時(shí)也在疫情爆發(fā)初期同本源量子合作，在試劑盒的推出上做出非?？焖俚姆磻?yīng)?！?/p>

雷鋒網(wǎng)小結(jié)

量子計(jì)算的優(yōu)越性讓我們迫不及待地通向量子計(jì)算技術(shù)的時(shí)代，在這樣一項(xiàng)可能具有社會(huì)變革意義的技術(shù)中，中國(guó)自然要從一開(kāi)始就抓住時(shí)機(jī)實(shí)現(xiàn)自主可控，避免被技術(shù)扼住喉嚨。毫無(wú)疑問(wèn)，本源量子是我國(guó)量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)跑者，且在未來(lái)能夠跑得更遠(yuǎn)。

“明年年底，我們預(yù)計(jì)推出60比特的‘悟源’超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。”孔偉成在發(fā)布會(huì)上說(shuō)。

本源超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)云平臺(tái)地址：https://qcloud.qubitonline.cn/

文中圖片來(lái)自本源量子

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