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面向全球用户开放!首个国产超导量子计算机云平台上线

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  去年9月,谷歌基于53比特量子计算机证明了量子优越性,一时间霸占各大媒体头条,量子计算机的发展愈发受到社会各界的重视。

  目前致力实现量子计算机商业化的公司,除了国外谷歌、英特尔、IBM等科技巨头,国内本源量子、阿里云、华为等都有自己的量子计算研究机构。

  不过,要想部署量子硬件很困难,加上价格昂贵,许多组织机构都选择利用量子计算云服务获得先入优势。

  作为国内第一家致力于量子计算机产业化的公司,本源量子近日正式上线了自主研发的超导量子云平台,并面向全球用户提供基于真实量子计算机原型机“悟源”的计算服务。那么,作为首个国产超导量子计算机云平台,我们距离国际一流水平还有多远呢?

  

  “悟源”内部机构图

  接入原型机,搭载6比特真实超导量子芯片

  本源量子此次发布的超导量子计算云平台通过接入本源量子自主研发的超导量子计算机“悟源”,为全球用户提供公开的量子计算服务。

  根据本源量子的介绍,“悟源”是一台能够脱离实验环境,稳定运行的超导量子计算系统,也是国内率先实现工程化的量子计算机,它能为内部的量子芯片提供可靠的制冷系统,也配置国产的量子测控系统。

  此外,“悟源”搭载的是本源量子第一代超导量子芯片夸父(KuaFu C6-130)。该款芯片由6个基于约瑟夫森结的超导量子比特构成,根据孔伟成的介绍,约瑟夫森结是一个尺寸不到1微米的期间,具有非常强大和特殊的链子力学性质,因此适用于构建出性能优秀的量子芯片。

  值得一提的是,本源量子拥有夸父芯片的完全自主的知识产权,另外24位的夸父芯片也即将部署到量子云平台中。

  

  “悟源”超导量子计算机

  那么,量子计算云平台的推出又有什么意义呢?除了本文开头提到的硬件部署困难和获得先入优势,本源量子官网也给出了答案,量子计算机运行环境极为苛刻,无法像个人电脑那样普及。另外,云平台的开放能够让用户共同测试,解决尚未成熟的技术问题。

  从历史的维度来看,此个量子计算云平台的推出,意味着我国的量子计算机正走出实验室。本源量子董事长孔伟成在发布会上表示,量子计算走出实验室分为两个阶段,第一个阶段是从科学研究到工程实现,第二个阶段是从工程实现到产业落地的过渡,量子云平台的公布则是量子计算从较低成熟度的科学研究水平向更好技术成熟的的工程实现的一个标志。

  起步晚于国外4年,但性能基本同IBM持平

  尽管本源量子在短短3年内已经发展成在量子计算机领域有一定国际知名度的公司,但目前所研发出来的6位量子比特的量子计算机,IBM早在2016年就已研发出来。

  2016年,IBM率先研发出世界上第一个基于5位超导量子计算机的量子云平台,之后便搭建了一套完整的量子计算机。目前,IBM已经有22台公开的量子计算机,且有23万人次使用了量子计算机,包括100余家企业单位和科研机构。

  值得注意的是,在此前所开放的量子计算云平台中,真正同IBM一样能够提供真实量子计算机服务的公司数量极少,全世界范围内有5家,但无一家中国公司。本源量子超导量子计算云平台的上线则是打破了这一格局。

  虽然起步晚几年,但本源量子同IBM的产品性能似乎相差不大。本源量子给出的官方数据显示,对比2017年、2020年IBM在自己的量子云平台上的核心数据,主要包括量子逻辑门的保证度和量子读取的保证度,本源量子目前的水平同IBM的水平相当,甚至能够超过IBM最初建立的云平台水平。

  

  探索应用场景,加速产业化发展

  如果将经典计算机的运算过程视作硬币的翻转过程,硬币的两面分别代表1和0的数据单元,那么就可以将量子计算机的运算过程比作正在旋转的硬币,1和0处于叠加状态,因此能够进行并行运算。

  这意味着,在某些特定场景下,量子计算机能表现出远超经典计算机的优越性。

  不过,这些场景仍未被完全开发出来,本源量子也在尝试做一些探索,加速量子计算机的产业化发展。

  此次发布会上,本源量子还推出了三个针对解决专用问题的软件应用,分别是复杂网络的排序应用、手写数字的识别和用户偏好的行为预测,有的是利用量子计算与经典计算混合实现,有的则是利用量子神经网络构建模型训练数据实现。

  此外,为了探索更多应用场景,本源量子于对标IBM、谷歌等国际巨头建立了属于中国自己的量子计算产业联盟OQIA。OQIA成立于2018年7月,依托本源量子集结了计算科技、金融分析、生物医学、人工智能、低温制冷、精密测控的那个行业伙伴,建立起较为广泛的生态圈。

  

  在金融分析领域,联盟成员建信金融科技量子金融实验室主任吴磊表示,借助量子云平台,金融机构能够快速优化投资组合,一秒之差往往造成巨大的收益差距,以前建信金融只能依赖于IBMq或其他一些国外的量子计算公司,排队时间较长,用上国产化的量子云平台之后,可以大大减少排队时长。

  在药物研发方面,安徽瀚海博兴生物技术有限公司董事长汪国兴表示,目前药物研发的周期长、成本高、风险大,在众多基因中找对与疾病对应的药物非常困难,而量子计算的优越性能够缩短研发周期。“我们通过本源量子的云平台对自主研发的PT one抗体的特定区域进行了改造,筛选出效果更好、安全性更高的药物抗体,同时也在疫情爆发初期同本源量子合作,在试剂盒的推出上做出非常快速的反应。”

  

  雷锋网小结

  量子计算的优越性让我们迫不及待地通向量子计算技术的时代,在这样一项可能具有社会变革意义的技术中,中国自然要从一开始就抓住时机实现自主可控,避免被技术扼住喉咙。毫无疑问,本源量子是我国量子计算产业的领跑者,且在未来能够跑得更远。

  “明年年底,我们预计推出60比特的‘悟源’超导量子计算机。”孔伟成在发布会上说。

  本源超导量子计算机云平台地址:https://qcloud.qubitonline.cn/

  文中图片来自本源量子

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