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    中国版量子计算路线图来了,2025年造出专用量子计算机

    张梦怡 科技日报记者 吴长锋

    2017年9月11日,作为国内量子计算的领军企业,本源量子迎来了其四岁生日。

    本源量子团队技术起源于中科院量子信息重点实验室,是国内首家将量子计算正式推向商用领域的量子计算企业,目前公司专利申请总量近500件,位列全国第一,全球第七。

    四年间,本源量子坚持全栈式自主研发,开创了量子计算的诸多“第一”:从2018年,本源量子发布了自主研发的国内第一台量子计算测控一体机;2020年9月,本源量子上线了基于自主研发的超导量子计算机本源悟源的量子计算云平台,面向全球用户提供真实的量子计算云服务;2021年2月,本源量子发布了全国第一款量子计算机操作系统——本源司南……

    四岁生日之际,本源量子正式发布未来五年量子计算技术规划路线图。路线图显示,到2025年,本源量子将突破1000位量子比特,达到1024位量子比特,并将运用量子计算尝试在不同行业领域解决对应的问题,研制出行业领域的专用量子计算机。

    本源量子供图

    五年内将突破1000量子比特

    去年9月12日,本源量子发布了自己的超导量子计算云平台。该云平台是基于本源量子自主研发的超导量子计算机本源悟源,它搭载了本源自主研发的6比特量子芯片。而刚刚过去三天,2020年9月15日,IBM就公布了量子计算机未来几年的路线图,称预计2023年,会实现1121比特的量子系统Condor,并表示在未来十年,能够实现容错量子计算机。这无疑给了中国量子计算重重的警醒。

    今年9月11日,本源量子在其成立四周年之际,公布了公司未来在量子计算方向上五年的技术路线图。从这张路线图可以清晰地看出,预计2021年底推出64比特超导量子芯片,新的设计布局增加了芯片的可拓展性,2022年初尝试突破144比特。到2025年,将实现1024量子比特。

    本源量子总经理张辉博士告诉科技日报记者,本源量子超导量子芯片技术预计分为三个阶段,第一阶段在2022年前研制超导量子计算机原型机,主要在芯片保真度,可拓展性等性能上尝试为后续专用量子计算机的的发展打好基础,并验证基础量子算法以及证明量子优势;第二阶段在2025年突破到1000量子比特,可以尝试解决在各行业领域的特殊问题,研制行业领域专用机,赋能各领域发展;第三阶段在芯片比特数拓展到一定级别时,使用多核并行处理,本源自主研发的量子计算机操作系统可以实现量子资源的充分调度,有望实现通用型量子计算机。

    向专用量子计算机迈进

    在此次本源量子的规划路线图中提到,第二阶段,也就是在2025年将突破到1024量子比特,这样就意味着专用量子计算机的形成,也将实际运用到一些行业领域中。

    说到行业的落地应用,就必须从这个小小的芯片位数谈起。当量子芯片位数达到50+的时候,对于量子计算来说,就已经是一个飞跃式的发展了。

    张辉表示,本源量子自主研发的量子计算机,目前正在朝着新阶段迈进,即从量子计算机原型机到NISQ量子计算机(NoisyIntermediate-ScaleQuantum含噪声中等规模量子计算机)。那么,什么是含噪声中等规模量子计算机呢?它就是当量子比特数达到50~100时,量子计算机就有可能进行有价值的量子计算了。并且有希望解决某些经典计算机难以解决的量子化学和材料科学等研究中的重要问题。NISQ时代还有望开发更多的启发式算法,与经典计算配合探索更多的场景应用。其实,从50+开始,一直到本源量子发布的1024量子比特,也仍然在NISQ的范围内。

    需要注意的是,1000+量子比特的量子计算机是面向通用量子计算机拓展的关键节点,对于未来量子计算机的技术路线走向也奠定了坚实的基础。“一旦超导物理体系的量子计算机达到1000+量子比特,对于其他的技术路径来说,可能就是毁灭性的打击了。”张辉说,不过对于通用量子计算机而言,可能还需要达到百万比特。“目前来看,实现通用量子计算机要攻克的一个最大的难题就是解决纠错和容错的问题。纠错和容错的问题如果解决不了,那有可能很长一段时间都实现不了通用量子计算机。但是对专用量子计算机没有影响。但是要是像现在我们正在使用的经典计算机,都是有纠错和容错。一旦突破,通用量子计算机便指日可待。”张辉表示。

    赋能更多行业应用落地

    对于量子计算机来说,最终还是要走向人们的生产生活中。

    本源量子成立中国第一家量子计算产业联盟。根据不同行业的应用落地,本源量子计算产业联盟分别建立了量子计算上下游生产制造联盟、量子计算应用生态联盟和量子计算科普教育联盟。其中量子计算应用生态联盟根据应用场景又分为量子计算生物化学行业应用生态联盟、量子计算金融行业应用生态联盟和量子计算人工智能行业应用生态联盟。在此基础上,本源量子牵头发起建立我国首批量子计算行业应用联盟,量子金融行业应用生态联盟和量子计算生物化学行业应用生态联盟。

    如今,全世界没有人能够告诉你,量子计算的哪一条技术路线能够成功,哪一个行业会率先实现突破,哪一天你的生活会再次发生颠覆性的变革。张辉表示,“但已经很明显的是,量子计算具备改变整个经济和社会的潜力和能力。而当本源量子的研发突破1000量子比特的时候,以上这些行业也将发生巨大的变化。本源量子能做的,就是牢牢守住这条赛道,让中国在量子计算领域不受制于人。”

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