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产研结合!国盾量子助力我国超导体系实现“量子计算优越性”

发布时间:2021-10-27

中国科学技术大学10月26日发布消息,该校潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队与中科院上海技术物理研究所合作,成功构建66比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之二号”,使得我国首次在超导体系达到了“量子计算优越性”里程碑。

在论文中,研究团队特别感谢了作为合作单位的科大国盾量子技术股份有限公司在室温电子学系统搭建和维护方面的支持。

“祖冲之二号”有多牛? 

量子计算作为下一代信息革命的关键技术,在生物制药、天气预测、武器研制、密码破译等方面具有重大潜力。“量子计算优越性”作为量子计算发展的第一个“门槛”,是指当新生的量子计算原型机,在某个问题上的计算能力超过了最强的传统计算机,证明其未来有多方超越的可能。

祖冲之二号量子处理器图

在今年5月发布的“祖冲之一号”的基础上,经过研究攻关,超导量子计算研究团队采用全新的倒装焊3d封装工艺,解决了大规模比特集成问题,成功研制出“祖冲之二号”。根据目前已公开的最优经典算法,“祖冲之二号”对“量子随机线路取样”问题的处理速度,比目前最快的超级计算机快一千万倍,计算复杂度比谷歌的超导量子计算原型机“悬铃木”高一百万倍。

量子随机线路取样保真度随线路深度的变化及目前最快的超级计算机“富岳”完成相同任务需要的时间

 

结合此前“九章”使用光量子技术路线达成“量子计算优越性”,“祖冲之二号”的成功,使中国成为唯一在两条技术路线上实现“量子计算优越性”的国家。

“祖冲之二号”之后要做什么?

“量子计算优越性”的实现绝非量子计算的终点,而更像是一个起点。根据相干操纵量子比特的规模,我们可以将量子计算发展分为三个阶段:

“祖冲之二号”的并行高保真度量子门操控能力和完全可编程能力,有望找到有实用价值的应用,预期包括量子机器学习、量子化学等。而“祖冲之二号”处理器是一种完全兼容量子纠错的可拓展芯片架构,将继续向量子纠错和实现复杂量子算法迈进。

此外,在“祖冲之二号”发布当天,我国光量子计算研究团队同样取得重要突破,构建了113个光子144模式的量子计算原型机“九章二号”,处理特定问题的速度比超级计算机快亿亿亿倍,并增强了光量子计算原型机的编程计算能力。

国盾er 做了什么?

目前,谷歌、微软、ibm等国际巨头纷纷加大量子计算领域的投入,欧美众多初创企业也瞄准量子计算发力。国盾量子作中国最早从事量子科技产业化的企业,长期致力于推动“产学研用”融合,以科研引导产业,以产业反哺前沿科研。

 

国盾量子有幸参与到了这项“硬科技”研究工作中,发挥了企业在科技创新中的作用。在“祖冲之二号”的研发过程中,除了中国科学技术大学研究员、国盾量子董事长彭承志外,公司量子调控技术部的小伙伴也在室温电子学系统搭建和维护等方面贡献了力量。

在量子计算领域,国盾量子携手中国科大突破国外同类技术垄断,推出了自主可控的国产超导量子计算调控系统——“ez-q engine”,已服务于中科院物理所、南方科技大学等团队。企业在集成化、工业化过程的经验积累和可靠性提升,也反过来为包括“祖冲之二号”在内的前沿量子计算研究提供助力。

 “祖冲之二号” 相关论文发表在著名物理学期刊《physical review letters》(被选为“编辑推荐”)和中国科学院主办的《science bulletin》上,相关实验数据已独家发布在中科院量子信息和量子科技创新研究院“量子计算云平台”上,供外部查阅下载及交流分享。

量子计算云平台地址:

https://quantumcomputer.ac.cn/knowledge/detail/all/d9644af872eb464e8adabb7e19027852.html