新年伊始 中国量子传来炸裂消息!
2024年,新年伊始,元月6日,安徽省量子计算工程研究中心与量子计算芯片安徽省重点实验室获悉,中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”今日在本源量子计算科技(合肥)股份有限公司(以下简称本源量子)上线运行。
该量子计算机搭载72位自主超导量子芯片“悟空芯”,是目前先进的可编程、可交付超导量子计算机。科研人员介绍,超导量子计算机是基于超导电路量子芯片的量子计算机。国际上,IBM与谷歌量子计算机均采用超导技术路线。
安徽省量子计算工程研究中心副主任孔伟成博士介绍,“本源悟空”匹配了本源第三代量子计算测控系统“本源天机”,真正落地了量子芯片的批量自动化测试,量子计算机的整机运行效率大大提升。
量子计算芯片安徽省重点实验室副主任贾志龙博士介绍,“本源悟空”搭载的是72位自主超导量子芯片“悟空芯”,共有198个量子比特,其中包含72个工作量子比特和126个耦合器量子比特。
这也是本源量子研发的第三代量子计算机,也是国内首家能够全栈解决量子计算且提供工程机的企业,牢牢占据了国内量子计算先锋企业地位。
本源量子成立于2017年9月11日,位于安徽省合肥高新区,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,由中国科学院院士郭光灿和中国科学技术大学郭国平教授带领中科大博士团队创立。公司主要从事超导量子和半导体量子的研究,全栈开发包括量子芯片、量子EDA软件、量子算法、稀释制冷机等在内各种尖端技术难题,真正是国内解决量子技术领域卡脖子的企业。
量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。与经典计算不同,量子计算遵循量子力学规律,它是能突破经典算力瓶颈的新型计算模式。量子计算机,作为执行量子计算任务的设备,以量子比特(qubit)为基本运算单元。在量子计算中,基于量子叠加原理,量子比特的不同状态可被同时存储和处理。
量子计算为解决某些经典计算机难以处理的复杂问题提供了新的可能性,有望在密码破译、材料设计以及人工智能等方面得到广泛应用。研制量子计算机是实现量子计算的关键,量子计算机包括离子、中性原子、光子等天然量子比特路线,以及超导约瑟夫森结、量子点等人工量子比特路线。在过去的几年中,这些系统都取了巨大的进展,且已在某些特定的采样问题上实现了量子优越性的展示。2023年12月26日,量子计算入选2023年度十大科技名词。
国内在量子计算方面也是紧追美国最先进技术,出现了超导量子、量子阱、光量子等多种技术路线,也取得了丰硕成果。包括潘建伟院士的光学系统(“九章号”)和超导系统(“祖冲之号”)、杜江峰院士的国仪量子(量子测量)、段路明院士的量子阱等。国内量子技术主要是以中国科技大学的多个院士领衔,包括本源量子的郭光灿院士、国盾量子潘建伟院士、国仪量子的杜江峰院士,还是就是毕业于中国科技大学现任清华大学的段路明院士,呈现百花齐放的百舸争流的大好形势。
放眼全球,美国仍然是处于第一的位置!就在刚过去的12月,IBM的量子峰会如期举行,发布了千比特规模量子处理器Condor、更高性能的133比特处理器Heron、全新的路线图,以及量子操控与运行时环境Qiskit的大版本更新。同样在12月,由哈佛大学Lukin团队、初创公司QuEra等团队合作取得了一项惊人的成就:在一个280物理比特的中性原子体系中实现了码距为7的表面编码逻辑量子比特,以及码距为2的48个逻辑比特。在此之前,最大码距的表面编码逻辑量子比特纪录由超导量子计算体系——Google的“Sycamore”量子处理器保持,而这一进展同样发生在2023年。
IBM是全球量子计算的佼佼者。2024 年,IBM将推出首款名为Crossbill的多芯片处理器,具备408个量子比特,并将首次展示短程耦合应用。在开发Crossbill的同时,IBM还将开发一款名为Flamingo的1386+量子比特量子处理器,这是第一款使用远程耦合的QPU,它还将是IBM展示使用三个链接连接的并行量子处理器。2024年,IBM的量子技术将能通过使用多个芯片以扩展到数十万个量子比特,进而为下一代量子处理器铺平道路。IBM展望,到2025年,耦合技术将开始解决近期所面临的大多数的扩展问题。正如Heron所示,系统可通过经典的并行化连接在一起,并使用多个模块的芯片到芯片链接或通过长程耦合扩展单个单元的大小。
IBM 的新量子路线图详细介绍了实现量子优势所需的软件和硬件技术,让量子系统能够解决传统计算机无法解决的问题。科学家利用量子计算机,可以解决人工智能、化学、金融服务、生命科学、物理学和基础研究中未解决的问题。路线图上的绿色复选如果显示勾选,表示已实现该里程碑。
下一个10-50年,可控核聚变、AI人工智能、量子计算、生物基因技术、航空航天等将是包括美国和中国在内的全球争夺的硬核技术制高点,谁能率先在这些领域取得突破性进展,谁就能领先未来,谁就能立于不败之地!这将是继新能源(光伏、动力电池、氢能、新能源车)、半导体(设备、材料、EDA软件)、高铁、LNG船舶等目前已经竞争得如火如荼的赛道之后的全新领域,中国和美国都在其中投入了巨资、人才、政策,美国还使用了包括且不限于小院高墙的围堵,中国虽然是后来者,但追赶速度不容小觑,且在不少领域取得了可喜成绩。一方面,我们要看到取得的成绩,另外一方面,更应该看到差距。只有知己知彼,方能百战不殆!
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