聯(lián)網(wǎng)就能用上全球領(lǐng)先的量子計(jì)算機(jī)?這一夢想正走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。2023年5月31日，在中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院(以下簡稱“量子創(chuàng)新研究院”)的指導(dǎo)下，在中科院軟件所和中電科十六所的技術(shù)支持下，科大國盾量子技術(shù)股份有限公司(以下簡稱“國盾量子”)攜手弧光量子等伙伴發(fā)布新一代量子計(jì)算云平臺，接入“祖沖之號”同款176比特超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。

　　這不僅刷新了我國云平臺的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)比特?cái)?shù)記錄，也是國際上首個(gè)在超導(dǎo)量子路線上具有實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)越性潛力、對外開放的量子計(jì)算云平臺。

　　據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)相關(guān)人士介紹，比特?cái)?shù)是衡量量子計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)的計(jì)算能力的重要指標(biāo)，中國科大“祖沖之號”研發(fā)團(tuán)隊(duì)在原“祖沖之號”66比特的芯片基礎(chǔ)上做出提升，新增了110個(gè)耦合比特的控制接口，使得用戶可操縱的量子比特?cái)?shù)達(dá)到176比特。

　　除了比特規(guī)模，在其他涉及量子計(jì)算機(jī)性能的連通性、保真度、相干時(shí)間等關(guān)鍵指標(biāo)上，“祖沖之號”云平臺接入的新一代量子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)指標(biāo)也瞄準(zhǔn)國際最高水平，在實(shí)際中調(diào)試提升其性能。

　　量子計(jì)算是一種操縱量子比特進(jìn)行計(jì)算表達(dá)的計(jì)算模式。經(jīng)典計(jì)算機(jī)中處理信息的最小單位——比特，同一時(shí)間只能表示1或者0；而量子存在疊加態(tài)的特性，可同時(shí)表示1和0，利用這種性質(zhì)處理數(shù)據(jù)時(shí)可以并行運(yùn)算。

　　換句話說，經(jīng)典計(jì)算機(jī)一次只能處理一個(gè)信息，而量子計(jì)算機(jī)一次可以處理N個(gè)信息的疊加，計(jì)算效率大大提高。

　　量子計(jì)算云平臺旨在通過云技術(shù)連接用戶與量子計(jì)算設(shè)備，支持用戶遠(yuǎn)程進(jìn)行量子計(jì)算。目前全球接入量子計(jì)算真機(jī)的云平臺很少。此前，中國科大研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了66比特可編程超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“祖沖之號”，是目前全球僅有的2臺完成了“量子計(jì)算優(yōu)越性”里程碑實(shí)驗(yàn)的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)之一。但“祖沖之號”量子計(jì)算機(jī)需要服務(wù)于重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，難以滿足外部體驗(yàn)和使用需要。

　　為了將量子計(jì)算機(jī)真機(jī)開放給社會，新一代量子計(jì)算云平臺項(xiàng)目誕生。其中，量子創(chuàng)新研究院提供了“祖沖之號”同款量子計(jì)算芯片，國盾量子提供了測控設(shè)備等硬件設(shè)施，承擔(dān)了整機(jī)和云平臺系統(tǒng)的搭建及運(yùn)維工作，與中電科十六所、中科弧光量子等合作研制開發(fā)了關(guān)鍵核心器件、國產(chǎn)量子程序編譯語言和軟件，共同建設(shè)了新的176比特超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)并上線云平臺。

　　“祖沖之號”量子計(jì)算項(xiàng)目相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為，量子計(jì)算未來可為密碼分析、人工智能、氣象預(yù)報(bào)、資源勘探、藥物設(shè)計(jì)等所需的大規(guī)模計(jì)算難題提供解決方案，其中量子計(jì)算云平臺是量子計(jì)算走向應(yīng)用的重要一步。

　　對于量子計(jì)算的發(fā)展方向，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界已經(jīng)達(dá)成共識：第一個(gè)階段是“實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)越性”，即針對特定問題的計(jì)算能力超越經(jīng)典超級計(jì)算機(jī)(目前全世界只有兩臺超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，美國懸鈴木、中國祖沖之二號)；目前，我國是世界上唯一在兩種物理體系達(dá)到這一里程碑的國家。

　　第二個(gè)階段是實(shí)現(xiàn)具有應(yīng)用價(jià)值的專用量子模擬系統(tǒng)，即相干操縱數(shù)百個(gè)量子比特，應(yīng)用于機(jī)器學(xué)習(xí)等特定問題，達(dá)到該階段需要5至10年。

　　第三個(gè)階段是實(shí)現(xiàn)可編程的通用量子計(jì)算機(jī)，能在密碼破解、大數(shù)據(jù)搜索、人工智能等方面發(fā)揮巨大作用。由于量子比特不可避免地會受到環(huán)境噪聲的影響而出錯(cuò)，對于規(guī)模化的量子比特系統(tǒng)，通過量子糾錯(cuò)來保證整個(gè)系統(tǒng)的正確運(yùn)行是必然要求，也是未來一段時(shí)期內(nèi)面臨的主要挑戰(zhàn)。(安徽商報(bào)融媒體記者 梁巍)