量子计算迈入百比特时代 云平台争霸集结号吹响

作者/钱童心

8月25日，量计中国科学院物理研究所研究员、算迈时代北京量子信息科学研究院院长向涛院士在百度的入百一场量子开发者大会上表示，当前量子计算比较可靠，比特霸集操控的云平量子比特数大约在100个左右。今后将逐渐达到几千、台争几万、结号几十万、吹响几百万，量计甚至更高的算迈时代水平。

“如果对未来做一个展望，入百乐观估计，比特霸集到2030年左右，云平高质量制备和操控的台争量子比特数将达到上万个。”向涛表示，结号“在这个基础上，通过对大量量子比特的不断纠错，有望制备出一个能容错的逻辑量子比特；再过10年，也就是2040年左右，能实现对多个逻辑量子比特和普适量子计算机逻辑门的相关操控，并且在这个基础上制备出普适的量子计算机。到那时，量子信息技术及应用将全面进入高速发展阶段，也将成为人类征服自然的一个新的里程碑。”

大象在钢丝上跳舞

向涛认为，量子计算未来的发展有三大趋势，规模化、容错化以及集成化，量子计算机的研发成本会进一步降低，应用将更为广泛。

他表示：“但凡需要数据处理和计算的地方，都是量子计算可以发挥作用的地方。可以预期，随着量子计算的发展，量子信息技术的触角将会深入到信息处理的每一个角落。”

向涛同时称，量子计算研究面临的最大困难在于“主动操控量子态”。“用宏观的手段来操控微观量子世界，还要保证其量子相干性，这就像让一头大象在一个细钢丝上跳舞，既不能让钢丝断掉，同时还不能让大象掉下来。这是科学研究挑战的最高级。”他说道。

向涛还强调，生态建设是量子计算大规模应用的必要条件，量子云平台的建设是生态建设的一个重要手段，其水平反映了一个国家在制备和稳定操控量子芯片，发展并通过软件实现高效量子计算的综合实力。

中科院量子信息与量子科技创新研究院（量子创新院）云平台负责人徐雯昕向第一财经记者解释称，“量子云平台”是依托“量子计算原型机”为后台算力支撑，提供量子计算、网络和计算服务的平台。用户可以通过网络获得直接完善的量子计算机基础设施服务，运行算法或进行实验任务，类服务称为量子基础设施即服务（Q-IAAS）。

云平台推动量子生态建设

“量子计算机作为国际最前沿的科学仪器，研发、购置、运维的成本非常之高，需要千万甚至上亿元。量子计算云平台极大地克服了目前量子计算机制造成本昂贵、维护难度高、占用空间大等缺陷。“徐雯昕对第一财经记者表示。

她补充道，量子计算云平台还能推动量子软件及算法的研发。”量子算法的成熟运用，与应用场景的需求还有很大的鸿沟，因此建设云平台对整个量子生态产业具有重大意义，也是产业应用探索的必经之路。“徐雯昕表示。

第一财经记者梳理公开资料统计，国内包括北京量子信息科学研究院、中科院量子创新院、国盾量子、本源量子、华为、阿里巴巴达摩院量子实验室、百度、量旋科技、中科院物理所和昆峰量子在内的机构和企业都在投入量子云平台的研发。

8月25日，百度发布了超导量子计算机“乾始”和全平台量子软硬一体化解决方案“量羲”，为量子计算产业落地提供可行性路径。

据介绍，“乾始”量子硬件平台搭载10量子比特高保真度超导量子芯片，“乾始”量子软件平台支持通过云服务获得量子算力，提供产业级量子计算服务；“量羲”具备适配超导、离子阱等多类型主流量子芯片，可实现量子芯片“即插即用”，目前已经完成中科院物理所超导量子芯片和中科院精密测量院离子阱量子芯片连接验证。

在全球，目前拥有量子计算真机为硬件支持的云平台有十余个。据第一财经记者了解，已经实现量子计算优越性实验（即通过实验证明了其在某些特定领域中表现出超越超级计算机的计算能力）的云平台服务的有谷歌量子云平台（超导量子）和Xanadu量子云平台（光量子）。

徐雯昕对第一财经记者表示：“目前国内还未有实现量子计算优越性性能的量子计算机对外提供计算服务。”

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