“本源悟空”演绎72芯之变 自主超导量子计算机风起
1月6日上午9时，中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”，在本源量子计算科技（合肥）股份有限公司（以下简称“本源量子”）正式上线运行。据本源量子发布的信息，该量子计算机搭载72位自主超导量子芯片“悟空芯”，是目前中国最先进的可编程、可交付超导量子计算机。同时，“本源悟空”匹配了本源第三代量子计算测控系统“本源天机”，在国内首次真正落地了量子芯片的批量自动化测试。
有关分析指出，量子计算是一个全球性的竞争领域，各国都在积极投入和探索，“本源悟空”的上线将为中国在全球量子计算竞争中取得更好的地位，但也要清醒地看到和世界量子计算强国间尚有不小差距。
中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”
上线运行
此次发布的中国第三代72比特超导量子计算机取名“悟空”，来源于中国传统文化中的神话人物孙悟空，寓意如孙悟空般“72变”。据本源量子发布的信息，该量子计算机搭载72位自主超导量子芯片“悟空芯”，是目前中国最先进的可编程、可交付超导量子计算机。
量子计算芯片安徽省重点实验室副主任贾志龙介绍，“悟空”搭载的72位超导量子芯片“悟空芯”，是在中国首条量子芯片生产线上制造的，共有198个量子比特，其中包含72个工作量子比特和126个耦合器量子比特。
值得注意的是，据安徽省量子计算工程研究中心副主任孔伟成介绍，“本源悟空”匹配了本源第三代量子计算测控系统“本源天机”，在国内首次真正落地了量子芯片的批量自动化测试，量子计算机的整机运行效率提升了数十倍。此前，本源量子第一代、第二代超导量子计算机均已交付中国用户使用。
“‘本源悟空’的上线可以说是历史性的突破，把几代人的量子梦想变成了现实，是中国量子计算领域的一个重要进展。”科技部国家科技专家库专家周迪在接受北京商报记者采访时表示，这台超导量子计算机为未来的商业化应用奠定了基础。
关于“本源悟空”商业化应用的范围，中关村物联网产业联盟副秘书长、专精特新企业高质量发展促进工程执行主任袁帅则向北京商报记者指出，其中可能包括人工智能、生物医药、大数据、航空航天、化学工业、密码破译等领域。“随着量子计算技术的发展，这些领域的应用将得到进一步拓展和深化。‘本源悟空’的出现将为这些领域提供更加强大的计算能力和数据处理能力，推动相关产业的创新和发展。”袁帅表示。
全球角逐
何谓量子计算机？此前有媒体提到，形象地说，“在量子计算机面前，传统的计算机就像‘算盘’”。超导量子计算机，则是基于超导电路量子芯片的量子计算机。
国际上，IBM与谷歌量子计算机均采用超导技术路线。据媒体报道，2019年，来自谷歌的量子人工智能研究团队就研制出具有53个超导量子比特的量子计算机，并且展现出强大的运算能力。在针对某个特定复杂计算任务的求解上，该款超导量子计算机只需要200秒就可以成功完成任务，而如果采用当年世界上排名第一的超级计算机进行计算，则需要长达一万年才能实现。2021年，中国超导量子计算机——“祖冲之二号”上线。该款超导量子计算机的量子比特数目达到66个，并且在运算速度方面比2019年谷歌发布的系统快接近一万倍。
进入2023年，各国相关研究也在不断取得新进展。中国信息通信研究院发布的《量子信息技术发展与应用研究报告（2023年）》（以下简称《报告》）显示，2023年，IBM的433位超导量子比特处理器Osprey在其云平台上线；中科大扩展超导量子处理器“祖冲之二号”可操纵量子比特至176位；苏黎世联邦理工基于超导量子电路完成无漏洞贝尔实验……
同时，《报告》显示，至2023年10月，全球29个国家和地区制定和发布了量子信息领域的发展战略规划或法案，公开信息不完全统计投资总额超过280亿美元。“量子计算是一个全球性的竞争领域，各国都在积极投入和探索。”袁帅表示，“本源悟空”的上线表明了中国在量子计算领域的实力和进步，也将为中国在全球量子计算竞争中取得更好的地位。
仍有差距
业内预测，2023—2027年，全球量子计算市场的投资将以11.5%的复合年增长率保持增长，到2027年底，量子市场的投资将增长到164亿美元。
面向该领域，2022年，中央经济工作会议首次明确提出加快量子计算等前沿技术研发和应用推广。但值得注意的是，中国第三代可交付超导量子计算机科研团队主要负责人、中科院量子信息重点实验室副主任郭国平提示称，中国可交付自主超导量子计算机虽然取得了一定的进展，但是要清醒地看到和世界量子计算强国间尚有不小差距。
《报告》也提到，美国麦肯锡咨询公司2023年4月发布的《量子技术监测》报告显示，统计量子信息领域初创企业十大融资事件中，美国企业占据7席，市场表现最为活跃，我国仅有本源量子在2022年完成B轮10亿元人民币融资上榜，资本市场和社会投融资对量子信息企业的支持力度有待进一步加强。
周迪认为，分别来看，在量子计算的核心技术方面，我国在超导量子芯片、量子门保真度、量子纠错码等关键技术方面还需要进一步的突破和提升；在量子计算的产业化方面，我国目前尚未形成完整的产业链和生态系统，“超导量子计算机离落地与大量商业化应用仍然有较长的路要走”。
“超导量子芯片的稳定性和长期保存量子信息的能力是实现量子计算机商用的关键，而这方面技术仍有待突破；其次，目前，超导量子计算机的规模较小，处理复杂问题的能力有限，为了实现商业化应用，需要进一步扩展量子芯片的规模，提高量子比特的数目和相干时间等性能指标；随着量子芯片规模的扩大，量子计算机的能耗和散热问题将更加突出，需要开发高效的能源利用和散热技术来解决。”周迪表示。
北京商报记者 金朝力 冉黎黎
图片来源：“本源量子”微信公众号