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本源量子加速推出工程化超导量子计算机

晰数塔互联网快讯
2020-09-14 11:31

近日，本源超导量子计算云平台正式上线，面向全球用户提供基于真实量子计算设备的量子计算服务。本源量子云平台基于本源量子自主研发的超导量子计算机——悟源，这也是国内率先实现工程化的超导量子计算机。

超越经典计算的超导路径

量子计算的概念自上世纪八十年代提出以来，就被誉为“大自然赋予人类的终极计算能力”，近年来更是成为世界各国争相布局的前沿领域，IBM、谷歌、Intel等科技巨头纷纷入局。超导物理体系的量子计算机凭借量子比特集成度与保真度良好、现有工艺成熟的优点，成为目前国际主流的技术流派。IBM、谷歌等都将超导量子计算机作为主要研发方向，并在近年来连续取得突破性成果。

2019年1月，IBM推出商用化的超导量子计算设备IBM Q SYSTEM ONE；同年9月，谷歌宣布使用53比特超导量子计算机实现“量子霸权”，证明了量子计算机在特定问题上全面超越经典计算机的能力。

工程化实现，量子计算进阶之路

量子计算的理论已经过了严密的实验论证，但要真正发挥算力优势，赋能更多行业发展，实现工程化的量子计算是必由之路。2017年，IBM推出了5比特超导量子计算机，并向普通用户提供量子云服务；2019年，IBM发布了全球首个商业化、高度集成的模块化量子计算系统IBM Q SYSTEM ONE。通过这套工程化的量子计算系统，到2020年，IBM已在全球多个国家和地区部署了18台量子计算机，建立了多个量子计算研究中心。工程化飞快推动着量子计算的研究进展与产业发展，今年9月，IBM宣布最新研制的量子计算机达到了64量子体积，性能比去年提高一倍。

我国量子计算的研究主要集中在高校与科研院所，研究导向与目的总体上以科研为主，对于量子计算的工程化实现关注不足。直到2017年9月，中国才诞生首家以量子计算研发应用为主营业务的商业公司——本源量子，这也宣告了中国量子计算产业化发展的大幕正式拉开。

本源量子依托中科大中科院量子信息重点实验室，在量子计算领域拥有十多年的研发经验与技术积累，致力于实现量子计算应用落地。2018年，本源量子推出国内首个集成化的量子计算机控制系统，成为全球第三个制造出该系统的商业公司，解决了国产量子计算机工程化的关键难题。今年，更是推出了支持32比特量子计算机控制系统，突破控制更高位数量子比特的技术瓶颈。

自成立以来，本源量子对标IBM等国际巨头，紧追国际先进水平，在工程化实现环节不断提升研发与制造水平，终于在今年成功发布工程化超导量子计算机——悟源，并提供云服务。自此，中国也可以建设工程化的量子计算设备，为众多潜在行业提供了探索量子计算的基础条件。这对未来量子计算的落地与产业化发展具有重大意义。

3-5年内实现中国的“量子霸权”

超导量子计算机“悟源”搭载了本源量子自主研发的超导6比特量子处理器——夸父 KF C6-130。该量子处理器采用“本源初代”架构，采取国际上成熟的一维链状Xmon结构超导量子比特设计。利用十字电容和约瑟夫森结构建超导量子比特，通过“数据总线”实现一组超导量子比特的联合读取操作，近邻之间通过电容耦合实现两比特量子逻辑门。该处理器运行、操控、读取功能稳定，保真度、相干时间等多项技术指标达到国际先进水平。

当前，本源量子正在开发超导24比特量子处理器，采用更加先进的超导空气桥（Air Bridge）架构。结合本源量子最新发布的32比特量子计算机控制系统，本源将在2021年底推出第二代60比特的悟源超导量子计算机。