鄂研鄂产 赋能全球 我国首台原子量子计算机“汉原1号”实现商用

湖北日报讯（记者文俊 通讯员姜胜来）10月31日，记者从湖北省科技厅获悉，我国首台原子量子计算机——“汉原1号”近期已投入商业化应用，斩获超4000万元订单，包括首个海外出口订单，标志着我国原子量子计算正式迈入商用化新阶段。

“汉原1号”在省科技厅“尖刀”技术攻关项目“原子量子计算机的研发与应用”的支持下，由中国科学院精密测量科学与技术创新研究院（下称 “精密测量院”）牵头，联合武汉大学、中科酷原科技（武汉）有限公司、武汉光谷信息光电子创新中心有限公司（下称 “光创中心”）、武汉量子技术研究院和华中科技大学的团队研发。

  近些年来，量子计算机作为一种革命性的技术日益引起全球科学界和工业界的广泛关注。相较传统计算机，量子计算机拥有并行计算的能力，可以同时处理大规模的数据和问题。这使得它在某些领域的能够实现指数级加速计算，量子计算机是下一代海量复杂信息处理必须占领的高地；但是这样的量子计算机的研发难度极高，量子比特规模可能达到上百万，还要具备纠错能力，有专家称比登月还难，研发周期很长。因此，现阶段为加速量子计算的研究与发展，业界提出先推行数百量子比特、不纠错的量子计算机（NISQ）实现产业应用。

据了解，量子计算整机的研发和制造是实现量子计算应用关键的一步，不仅需要先进的技术积累，也需要强大的工程化能力。精密测量院的研究团队自2006年开展原子量子计算的研究以来，牵头多项国家重大科技项目，积累了完整的原子量子比特相干操控与高精度探测技术，取得了一系列在国际上独具特色的科研成果。这些成果和技术在“尖刀”项目的支持下，依托中科酷原优秀的工程化能力，于2024年6月成功研制出国内首台以冷原子为量子比特的量子计算机整机——“汉原1号”。

相比于其他体系对体积庞大的低温制冷设备的依赖，“汉原1号”以冷原子为量子比特，创造性实现技术与实用性的平衡：核心性能达国际一流，搭载100个量子比特，实测单比特门保真度0.999、两比特门保真度0.98，达到中性原子量子计算机商用级标杆水平，可支撑金融建模、物流优化等复杂计算场景；部署成本指数级降低，整机集成于3个标准机柜，无需低温制冷系统，在普通实验室环境即可稳定运行，维护难度与能耗较超导量子计算机下降90%以上；商用验证成效显著，已向中国移动子公司交付国内首台商业整机，同时斩获巴基斯坦出口订单，成为全球少数实现量产交付的原子量子计算机品牌。

向中国移动子公司交付的国内首台原子量子计算商业整机

量子计算核心部件自2018年起被纳入美国出口管制清单，窄线宽高功率激光器、超高反射率低损耗的多波长镀膜镜片、超低膨胀微晶玻璃等关键器件长期面临“卡脖子”困境。项目团队依托湖北光电产业集群优势，构建从芯片生长到封装测试、从激光调制到相位噪声抑制的全链条研发体系，最终实现了“汉原1号”核心部件的国产化。以激光器为例，团队攻克了腔面灾变损害、饱和输出光功率低、激光频率漂移等难题，研制出了满足原子量子比特高精度操控需求的激光器，在成本大幅降低的同时，体积与功耗仅为国外同类产品的十分之一，不仅摆脱对欧美供应链的依赖，更奠定我国在原子量子计算硬件领域的自主优势。

为突破量子计算“远程云服务数据不安全、本地部署门槛高” 的行业瓶颈，武汉大学和武汉量子技术研究院的团队构建了“硬件+平台+服务”的全链条生态：原子量子计算云平台提供可视化算法设计、硬件优化、大规模模拟一体化服务，科研人员无需掌握底层技术即可开展应用开发，目前已接入高校、企业用户超50家。项目团队还在筹建国内首个原子量子算力中心，计划建设多机集群系统，并提供7×24小时持续算力服务，重点支撑金融风险分析、工业偏微分方程求解等超复杂场景，预计年服务能力覆盖千级企业用户。

原子量子计算云平台

据介绍，“汉原”系列原子量子计算机的突破离不开湖北产学研生态的深度支撑，依托光谷光电产业实现核心器件本地化配套，联合省内企业完成整机集成测试，形成从基础研究到量产交付的完整产业链。项目负责人表示：“目前行业竞争的焦点已从单纯追求比特数量转向系统实用性与工程化能力，我们将持续提升原子量子计算机的综合指标，提供高效的算力服务，瞄准药物研发、材料设计等高端场景，力争2027年提供规模化原子算力服务。”

据悉，未来，随着算力中心落地，湖北将成为我国原子量子计算产业化的核心枢纽，为高端算力自主化提供了关键支撑，为中部地区崛起注入硬核科技动力。