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本源量子加速推出工程化超导量子计算机

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。

本源量子加速推出工程化超导量子计算机

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。

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