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來源：科技日?qǐng)?bào) 9月12日，合肥本源量子計(jì)算科技有限責(zé)任公司自主研發(fā)的超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺(tái)正式上線，本源量子公司董事長(zhǎng)孔偉成表示，基于本源量子自主研發(fā)的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)——悟源將面向全球用戶提供真實(shí)的量子計(jì)算服務(wù)。這也是國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)工程化的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。 超越經(jīng)典計(jì)算的突破路徑 從1900年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出量子概念，到量子力學(xué)20世紀(jì)初逐步得到確立，不同于經(jīng)典力學(xué)的漫長(zhǎng)應(yīng)用過程，量子力學(xué)轉(zhuǎn)化為真正的社會(huì)技術(shù)進(jìn)程明顯較快。 “量子計(jì)算應(yīng)用發(fā)展速度也越來越快，量子計(jì)算全面爆發(fā)的時(shí)代或許很快就要到來。” 本源量子公司董事長(zhǎng)孔偉成博士告訴科技日?qǐng)?bào)記者，量子計(jì)算是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單元進(jìn)行計(jì)算的新型計(jì)算模式，它與現(xiàn)有的經(jīng)典計(jì)算模式完全不同。經(jīng)典計(jì)算使用二進(jìn)制的數(shù)字電子方式進(jìn)行運(yùn)算，而二進(jìn)制總是處于0或1的確定狀態(tài)。量子計(jì)算借助量子力學(xué)的疊加特性，能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算狀態(tài)的疊加。它不僅包含0和1，還包含0和1同時(shí)存在的疊加態(tài)。 “簡(jiǎn)單來說，量子計(jì)算機(jī)就是使用量子器件制造，利用量子的疊加與糾纏特性，運(yùn)行量子算法與量子軟件的新型計(jì)算設(shè)備。在處理某些特定問題上，相對(duì)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)具有指數(shù)級(jí)別的計(jì)算速度優(yōu)勢(shì)�！笨讉コ烧f。 “量子計(jì)算是人類下一代信息技術(shù)的主要突破方向。”孔偉成告訴記者，隨著人類對(duì)于計(jì)算機(jī)算力需求的不斷提升，伴隨著“摩爾定律”，半導(dǎo)體芯片的制程也在快速縮小。目前已經(jīng)達(dá)到了5納米的尺度。 “5納米大小只相當(dāng)于40個(gè)硅原子，如果硅基半導(dǎo)體器件繼續(xù)縮小至1納米級(jí)，那就意味著我們已經(jīng)從‘經(jīng)典物理學(xué)’深入到了‘量子物理學(xué)’領(lǐng)域�！笨讉コ烧f，在這樣的情境下，量變已經(jīng)帶來了質(zhì)變——量子隧穿效應(yīng)不可避免�！拔覀儫o法再通過PN結(jié)控制電路通斷來實(shí)現(xiàn)邏輯，也就意味著摩爾定律即將走向終結(jié)。所以，大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)的經(jīng)典計(jì)算機(jī)到此便是終點(diǎn)。研發(fā)量子計(jì)算機(jī)，也就成為了幫助人類繼續(xù)提升計(jì)算能力的新方向�！� 快來“嘗鮮”中國(guó)量子計(jì)算服務(wù) “我們剛剛發(fā)布的本源量子云，為用戶提供了基于真實(shí)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算運(yùn)行環(huán)境，用戶可以使用云平臺(tái)在線開發(fā)、運(yùn)行量子程序。”孔偉成告訴記者，本源量子云可面向全世界用戶提供包括開發(fā)量子程序、運(yùn)行體驗(yàn)典型量子應(yīng)用、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)排序、用戶偏好行為預(yù)測(cè)應(yīng)用等方面的應(yīng)用服務(wù)。 利用開發(fā)量子程序服務(wù)，用戶可使用圖形化界面編程與QPanda、Jupyterlab編程工具，分別適用科普與入門用戶和于專業(yè)開發(fā)者。用戶編寫好的量子程序由云平臺(tái)發(fā)送到后端的真實(shí)量子計(jì)算機(jī)運(yùn)行，并返回結(jié)果。 在本源量子云上運(yùn)行體驗(yàn)典型量子應(yīng)用，能夠讓用戶更好地理解、使用本源超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺(tái)。本源量子推出了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)排序應(yīng)用、手寫數(shù)字識(shí)別應(yīng)用、用戶偏好行為預(yù)測(cè)應(yīng)用等三款典型的量子計(jì)算編程應(yīng)用。 “這三款應(yīng)用基于目前成熟的量子算法，都是由本源量子團(tuán)隊(duì)使用自主研發(fā)的量子編程框架QPanda與量子編程語言QRunes開發(fā)的。”孔偉成告訴記者，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)排序應(yīng)用可對(duì)給定的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模，這一功能將為預(yù)測(cè)病毒的下一個(gè)傳播點(diǎn)提供重要參考，幫助各地更為高效地分配防疫物資與醫(yī)療資源。手寫數(shù)字識(shí)別應(yīng)用在AI領(lǐng)域占有舉足輕重的分量，為后續(xù)量子算法加速計(jì)算機(jī)視覺量子化處理提供了可能。用戶偏好行為預(yù)測(cè)應(yīng)用則基于量子機(jī)器學(xué)習(xí)框架實(shí)現(xiàn)量子關(guān)聯(lián)規(guī)則數(shù)據(jù)挖掘算法，將用戶數(shù)據(jù)編碼到量子疊加態(tài)上，并基于此給出用戶偏好預(yù)測(cè)，相較于經(jīng)典算法可以達(dá)到指數(shù)級(jí)的加速效果。“這個(gè)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)為未來量子推薦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和落地打下了基礎(chǔ)�！笨讉コ烧f。 為實(shí)現(xiàn)中國(guó)的“量子霸權(quán)”穩(wěn)步前行 目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)算能達(dá)到每秒執(zhí)行5億億次指令，這個(gè)速度快的可怕吧，不過有了量子計(jì)算機(jī)后，足夠讓你懷疑人生。 之前有媒體報(bào)道稱‘量子之下無密碼’，國(guó)外曾使用量子計(jì)算機(jī)8小時(shí)暴力破解史上最安全加密算法RSA-2048，這說明量子計(jì)算機(jī)具有破解一切加密信息的能力！如果你在新聞中看到有人成功制造出了量子計(jì)算機(jī)的話，你最好立刻凍結(jié)自己的信用卡。因?yàn)�，�?dāng)你在網(wǎng)上購(gòu)物時(shí)，目前所有保護(hù)你的信用卡信息的方法將會(huì)在一瞬間被量子計(jì)算機(jī)攻破。 “量子計(jì)算利用量子力學(xué)的疊加與糾纏特性，配合專用的量子算法，在處理某些特定問題上相對(duì)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)具有指數(shù)級(jí)別的加速作用。從目前的研究來看，未來量子計(jì)算機(jī)有望在密碼破解、化學(xué)分子模擬、金融工程、人工智能等領(lǐng)域發(fā)揮重大作用�！笨讉コ烧f。 “雖然量子計(jì)算機(jī)前景遠(yuǎn)大，可是落地應(yīng)用依舊長(zhǎng)路漫漫，”孔偉成解釋說，本源量子自主研發(fā)的6比特超導(dǎo)量子芯片，通過“量子數(shù)據(jù)總線”來實(shí)現(xiàn)6個(gè)超導(dǎo)量子比特的任意兩兩相互耦合。利用精確設(shè)計(jì)的脈沖序列，可以實(shí)現(xiàn)高保真度的量子邏輯門操作，進(jìn)而能夠設(shè)計(jì)并演示量子算法。該處理器運(yùn)行、操控、讀取功能穩(wěn)定，保真度、相干時(shí)間等多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 
6比特超導(dǎo)量子芯片 夸父KF C6-130示意圖 “實(shí)際上，影響量子芯片性能的不只是比特?cái)?shù)目這一指標(biāo)，還包括保真度、退相干時(shí)間等�！笨讉コ筛嬖V記者，未來，本源量子研發(fā)的24比特量子處理器，將采用更加先進(jìn)的超導(dǎo)空氣橋（Air Bridge）架構(gòu)，支持演示中小規(guī)模的量子算法。結(jié)合本源量子最新發(fā)布的32比特量子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，本源量子預(yù)計(jì)將在2021年底推出第二代60比特的悟源超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)，力爭(zhēng)3到5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)中國(guó)的“量子霸權(quán)”。
24比特超導(dǎo)量子芯片 夸父KF C6-130示意圖 |
