優(yōu)秀設(shè)計(jì)師
8月25日，中國科學(xué)院物理研究所研究員、北京量子信息科學(xué)研究院院長向濤院士在百度的一場量子開發(fā)者大會上表示，當(dāng)前量子計(jì)算比較可靠，操控的量子比特?cái)?shù)大約在100個(gè)左右。今后將逐漸達(dá)到幾千、幾萬、幾十萬、幾百萬，甚至更高的水平。
“如果對未來做一個(gè)展望，樂觀估計(jì)，到2030年左右，高質(zhì)量制備和操控的量子比特?cái)?shù)將達(dá)到上萬個(gè)。”向濤表示，“在這個(gè)基礎(chǔ)上，通過對大量量子比特的不斷糾錯(cuò)，有望制備出一個(gè)能容錯(cuò)的邏輯量子比特；再過10年，也就是2040年左右，能實(shí)現(xiàn)對多個(gè)邏輯量子比特和普適量子計(jì)算機(jī)邏輯門的相關(guān)操控，并且在這個(gè)基礎(chǔ)上制備出普適的量子計(jì)算機(jī)。到那時(shí)，量子信息技術(shù)及應(yīng)用將全面進(jìn)入高速發(fā)展階段，也將成為人類征服自然的一個(gè)新的里程碑。”
大象在鋼絲上跳舞
向濤認(rèn)為，量子計(jì)算未來的發(fā)展有三大趨勢，規(guī)模化、容錯(cuò)化以及集成化，量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)成本會進(jìn)一步降低，應(yīng)用將更為廣泛。
他表示：“但凡需要數(shù)據(jù)處理和計(jì)算的地方，都是量子計(jì)算可以發(fā)揮作用的地方。可以預(yù)期，隨著量子計(jì)算的發(fā)展，量子信息技術(shù)的觸角將會深入到信息處理的每一個(gè)角落。”
向濤同時(shí)稱，量子計(jì)算研究面臨的最大困難在于“主動(dòng)操控量子態(tài)”。“用宏觀的手段來操控微觀量子世界，還要保證其量子相干性，這就像讓一頭大象在一個(gè)細(xì)鋼絲上跳舞，既不能讓鋼絲斷掉，同時(shí)還不能讓大象掉下來。這是科學(xué)研究挑戰(zhàn)的最高級。”他說道。
向濤還強(qiáng)調(diào)，生態(tài)建設(shè)是量子計(jì)算大規(guī)模應(yīng)用的必要條件，量子云平臺的建設(shè)是生態(tài)建設(shè)的一個(gè)重要手段，其水平反映了一個(gè)國家在制備和穩(wěn)定操控量子芯片，發(fā)展并通過軟件實(shí)現(xiàn)高效量子計(jì)算的綜合實(shí)力。
中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院（量子創(chuàng)新院）云平臺負(fù)責(zé)人徐雯昕向第一財(cái)經(jīng)記者解釋稱，“量子云平臺”是依托“量子計(jì)算原型機(jī)”為后臺算力支撐，提供量子計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算服務(wù)的平臺。用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)獲得直接完善的量子計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，運(yùn)行算法或進(jìn)行實(shí)驗(yàn)任務(wù)，類服務(wù)稱為量子基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Q-IAAS）。
云平臺推動(dòng)量子生態(tài)建設(shè)
“量子計(jì)算機(jī)作為國際最前沿的科學(xué)儀器，研發(fā)、購置、運(yùn)維的成本非常之高，需要千萬甚至上億元。量子計(jì)算云平臺極大地克服了目前量子計(jì)算機(jī)制造成本昂貴、維護(hù)難度高、占用空間大等缺陷。“徐雯昕對第一財(cái)經(jīng)記者表示。
她補(bǔ)充道，量子計(jì)算云平臺還能推動(dòng)量子軟件及算法的研發(fā)。”量子算法的成熟運(yùn)用，與應(yīng)用場景的需求還有很大的鴻溝，因此建設(shè)云平臺對整個(gè)量子生態(tài)產(chǎn)業(yè)具有重大意義，也是產(chǎn)業(yè)應(yīng)用探索的必經(jīng)之路。“徐雯昕表示。
第一財(cái)經(jīng)記者梳理公開資料統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)包括北京量子信息科學(xué)研究院、中科院量子創(chuàng)新院、國盾量子、本源量子、華為、阿里巴巴達(dá)摩院量子實(shí)驗(yàn)室、百度、量旋科技、中科院物理所和昆峰量子在內(nèi)的機(jī)構(gòu)和企業(yè)都在投入量子云平臺的研發(fā)。
8月25日，百度發(fā)布了超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“乾始”和全平臺量子軟硬一體化解決方案“量羲”，為量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)落地提供可行性路徑。
據(jù)介紹，“乾始”量子硬件平臺搭載10量子比特高保真度超導(dǎo)量子芯片，“乾始”量子軟件平臺支持通過云服務(wù)獲得量子算力，提供產(chǎn)業(yè)級量子計(jì)算服務(wù)；“量羲”具備適配超導(dǎo)、離子阱等多類型主流量子芯片，可實(shí)現(xiàn)量子芯片“即插即用”，目前已經(jīng)完成中科院物理所超導(dǎo)量子芯片和中科院精密測量院離子阱量子芯片連接驗(yàn)證。
在全球，目前擁有量子計(jì)算真機(jī)為硬件支持的云平臺有十余個(gè)。據(jù)第一財(cái)經(jīng)記者了解，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性實(shí)驗(yàn)（即通過實(shí)驗(yàn)證明了其在某些特定領(lǐng)域中表現(xiàn)出超越超級計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力）的云平臺服務(wù)的有谷歌量子云平臺（超導(dǎo)量子）和Xanadu量子云平臺（光量子）。
徐雯昕對第一財(cái)經(jīng)記者表示：“目前國內(nèi)還未有實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性性能的量子計(jì)算機(jī)對外提供計(jì)算服務(wù)。”
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