2017年9月11日，作為國(guó)內(nèi)量子計(jì)算的領(lǐng)軍企業(yè)，本源量子迎來了其四歲生日。

本源量子團(tuán)隊(duì)技術(shù)起源于中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，是國(guó)內(nèi)首家將量子計(jì)算正式推向商用領(lǐng)域的量子計(jì)算企業(yè)，目前公司專利申請(qǐng)總量近500件，位列全國(guó)第一，全球第七。

四年間，本源量子堅(jiān)持全棧式自主研發(fā)，開創(chuàng)了量子計(jì)算的諸多“第一”：從2018年，本源量子發(fā)布了自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)第一臺(tái)量子計(jì)算測(cè)控一體機(jī);2020年9月，本源量子上線了基于自主研發(fā)的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)本源悟源的量子計(jì)算云平臺(tái)，面向全球用戶提供真實(shí)的量子計(jì)算云服務(wù);2021年2月，本源量子發(fā)布了全國(guó)第一款量子計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)——本源司南……

四歲生日之際，本源量子正式發(fā)布未來五年量子計(jì)算技術(shù)規(guī)劃路線圖。路線圖顯示，到2025年，本源量子將突破1000位量子比特，達(dá)到1024位量子比特，并將運(yùn)用量子計(jì)算嘗試在不同行業(yè)領(lǐng)域解決對(duì)應(yīng)的問題，研制出行業(yè)領(lǐng)域的專用量子計(jì)算機(jī)。

五年內(nèi)將突破1000量子比特

去年9月12日，本源量子發(fā)布了自己的超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺(tái)。該云平臺(tái)是基于本源量子自主研發(fā)的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)本源悟源，它搭載了本源自主研發(fā)的6比特量子芯片。而剛剛過去三天，2020年9月15日，IBM就公布了量子計(jì)算機(jī)未來幾年的路線圖，稱預(yù)計(jì)2023年，會(huì)實(shí)現(xiàn)1121比特的量子系統(tǒng)Condor，并表示在未來十年，能夠?qū)崿F(xiàn)容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)。這無疑給了中國(guó)量子計(jì)算重重的警醒。

今年9月11日，本源量子在其成立四周年之際，公布了公司未來在量子計(jì)算方向上五年的技術(shù)路線圖。從這張路線圖可以清晰地看出，預(yù)計(jì)2021年底推出64比特超導(dǎo)量子芯片，新的設(shè)計(jì)布局增加了芯片的可拓展性，2022年初嘗試突破144比特。到2025年，將實(shí)現(xiàn)1024量子比特。

本源量子總經(jīng)理張輝博士告訴科技日?qǐng)?bào)記者，本源量子超導(dǎo)量子芯片技術(shù)預(yù)計(jì)分為三個(gè)階段，第一階段在2022年前研制超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)，主要在芯片保真度，可拓展性等性能上嘗試為后續(xù)專用量子計(jì)算機(jī)的的發(fā)展打好基礎(chǔ)，并驗(yàn)證基礎(chǔ)量子算法以及證明量子優(yōu)勢(shì);第二階段在2025年突破到1000量子比特，可以嘗試解決在各行業(yè)領(lǐng)域的特殊問題，研制行業(yè)領(lǐng)域?qū)Ｓ脵C(jī)，賦能各領(lǐng)域發(fā)展;第三階段在芯片比特?cái)?shù)拓展到一定級(jí)別時(shí)，使用多核并行處理，本源自主研發(fā)的量子計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)量子資源的充分調(diào)度，有望實(shí)現(xiàn)通用型量子計(jì)算機(jī)。

向?qū)Ｓ昧孔佑?jì)算機(jī)邁進(jìn)

在此次本源量子的規(guī)劃路線圖中提到，第二階段，也就是在2025年將突破到1024量子比特，這樣就意味著專用量子計(jì)算機(jī)的形成，也將實(shí)際運(yùn)用到一些行業(yè)領(lǐng)域中。

說到行業(yè)的落地應(yīng)用，就必須從這個(gè)小小的芯片位數(shù)談起。當(dāng)量子芯片位數(shù)達(dá)到50+的時(shí)候，對(duì)于量子計(jì)算來說，就已經(jīng)是一個(gè)飛躍式的發(fā)展了。

張輝表示，本源量子自主研發(fā)的量子計(jì)算機(jī)，目前正在朝著新階段邁進(jìn)，即從量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)到NISQ量子計(jì)算機(jī)(NoisyIntermediate-ScaleQuantum含噪聲中等規(guī)模量子計(jì)算機(jī))。那么，什么是含噪聲中等規(guī)模量子計(jì)算機(jī)呢?它就是當(dāng)量子比特?cái)?shù)達(dá)到50~100時(shí)，量子計(jì)算機(jī)就有可能進(jìn)行有價(jià)值的量子計(jì)算了。并且有希望解決某些經(jīng)典計(jì)算機(jī)難以解決的量子化學(xué)和材料科學(xué)等研究中的重要問題。NISQ時(shí)代還有望開發(fā)更多的啟發(fā)式算法，與經(jīng)典計(jì)算配合探索更多的場(chǎng)景應(yīng)用。其實(shí)，從50+開始，一直到本源量子發(fā)布的1024量子比特，也仍然在NISQ的范圍內(nèi)。

需要注意的是，1000+量子比特的量子計(jì)算機(jī)是面向通用量子計(jì)算機(jī)拓展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，對(duì)于未來量子計(jì)算機(jī)的技術(shù)路線走向也奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。“一旦超導(dǎo)物理體系的量子計(jì)算機(jī)達(dá)到1000+量子比特，對(duì)于其他的技術(shù)路徑來說，可能就是毀滅性的打擊了。”張輝說，不過對(duì)于通用量子計(jì)算機(jī)而言，可能還需要達(dá)到百萬比特。“目前來看，實(shí)現(xiàn)通用量子計(jì)算機(jī)要攻克的一個(gè)最大的難題就是解決糾錯(cuò)和容錯(cuò)的問題。糾錯(cuò)和容錯(cuò)的問題如果解決不了，那有可能很長(zhǎng)一段時(shí)間都實(shí)現(xiàn)不了通用量子計(jì)算機(jī)。但是對(duì)專用量子計(jì)算機(jī)沒有影響。但是要是像現(xiàn)在我們正在使用的經(jīng)典計(jì)算機(jī)，都是有糾錯(cuò)和容錯(cuò)。一旦突破，通用量子計(jì)算機(jī)便指日可待。”張輝表示。

賦能更多行業(yè)應(yīng)用落地

對(duì)于量子計(jì)算機(jī)來說，最終還是要走向人們的生產(chǎn)生活中。

本源量子成立中國(guó)第一家量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。根據(jù)不同行業(yè)的應(yīng)用落地，本源量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟分別建立了量子計(jì)算上下游生產(chǎn)制造聯(lián)盟、量子計(jì)算應(yīng)用生態(tài)聯(lián)盟和量子計(jì)算科普教育聯(lián)盟。其中量子計(jì)算應(yīng)用生態(tài)聯(lián)盟根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景又分為量子計(jì)算生物化學(xué)行業(yè)應(yīng)用生態(tài)聯(lián)盟、量子計(jì)算金融行業(yè)應(yīng)用生態(tài)聯(lián)盟和量子計(jì)算人工智能行業(yè)應(yīng)用生態(tài)聯(lián)盟。在此基礎(chǔ)上，本源量子牽頭發(fā)起建立我國(guó)首批量子計(jì)算行業(yè)應(yīng)用聯(lián)盟，量子金融行業(yè)應(yīng)用生態(tài)聯(lián)盟和量子計(jì)算生物化學(xué)行業(yè)應(yīng)用生態(tài)聯(lián)盟。

如今，全世界沒有人能夠告訴你，量子計(jì)算的哪一條技術(shù)路線能夠成功，哪一個(gè)行業(yè)會(huì)率先實(shí)現(xiàn)突破，哪一天你的生活會(huì)再次發(fā)生顛覆性的變革。張輝表示，“但已經(jīng)很明顯的是，量子計(jì)算具備改變整個(gè)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的潛力和能力。而當(dāng)本源量子的研發(fā)突破1000量子比特的時(shí)候，以上這些行業(yè)也將發(fā)生巨大的變化。本源量子能做的，就是牢牢守住這條賽道，讓中國(guó)在量子計(jì)算領(lǐng)域不受制于人。”(張夢(mèng)怡 科技日?qǐng)?bào)記者 吳長(zhǎng)鋒)

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