“悟空芯”有多强？中国第三代自主超导量子芯片发布｜科技观察

来源：封面新闻

封面新闻记者 边雪

1月7日，封面新闻记者从量子计算芯片安徽省重点实验室、安徽省量子计算工程研究中心获悉，我国最新的自主可控超导量子芯片——“悟空芯”（夸父 KF C72-300）已在近期发布的中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上运行。该量子芯片拥有72个超导量子比特，能够实现量子叠加和纠缠等特性。该量子芯片的发布标志着中国自主超导量子计算机制造能力从小规模开始进入中等规模阶段。

本源量子自主设计的双层结构72比特超导量子芯片“悟空芯”夸父 KF C72-300实物（图源：量子计算芯片安徽省重点实验室）

量子芯片就是将量子线路集成在基片上，进而承载量子信息处理的功能。借鉴于传统计算机的发展历程，量子计算机的研究在克服瓶颈技术之后，要想实现商品化和产业升级，需要走集成化的道路。值得注意的是，超导量子芯片系统从技术上走在了其他物理系统的前面；传统的半导体量子点系统也是人们努力探索的目标。传统的半导体工业发展已经很成熟，如半导体量子芯片在退相干时间和操控精度上一旦突破容错量子计算的阈值，有望集成传统半导体工业的现有成果，大大节省开发成本。

据封面新闻记者了解，“悟空芯”拥有72个超导量子比特，取名来源于孙悟空的“72变”，寓意着其强大的计算能力及潜力，搭载该款量子芯片的量子计算机具备通用可编程能力，用户可使用它开发量子计算应用程序。

中国第三代自主72比特超导量子芯片“悟空芯”夸父 KF C72-300 封装盒（图源：孙超）

“悟空芯”是本源量子自主研发的夸父系列量子芯片，属于第三代产品。第一代夸父6比特超导量子芯片KF C6-130在2020年研制成功。2021年，第二代夸父24比特超导量子芯片KF C24-100研制成功。

与前两代量子芯片相比，第三代夸父超导量子芯片具有更高的相干时间，性能上有显著提升。量子计算芯片安徽省重点实验室副主任贾志龙博士告诉封面新闻记者，“悟空芯”以及“本源悟空”量子计算机的发布，是中国超导量子计算机制造的一张新“入场券”。“这意味着中国超导量子计算机制造能力从小规模开始进入中等规模阶段，具备了自主生产一定中等规模的可扩展的量子计算机芯片和系统的能力。”

中国第三代自主72比特超导量子芯片“悟空芯”夸父 KF C72-300 放大模型（图源：孙超）

“悟空芯”采用了72个计算量子比特的设计方案，还包含126个耦合器量子比特，共有198个量子比特，其实际运行状态下的比特弛豫时间T1≥15.3μs，退相干时间T2≥2.25μs。

安徽省量子计算工程研究中心副主任孔伟成博士表示，基于该款量子芯片的“本源悟空”量子计算机可一次性下发、执行多达200个量子线路的计算任务，从而比只能同时下发、执行单个量子线路的国际同类量子计算机，具有更大的速度优势。

本源量子建设了中国第一条量子芯片生产线。2023年，该芯片生产线生产1500多批次，并研发出超导量子芯片监测设备——无损探针台，超导量子芯片修复设备——激光退火仪，超导量子芯片保存设备——高真空存储箱等系列量子芯片生产“工业母机”。同时，本源量子开发的量子芯片设计软件“Q-EDA”进行了多次技术迭代。