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聯(lián)網(wǎng)就能用上全球領先的量子計算機？這一夢想正走進現(xiàn)實。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”）的指導下，在中科院軟件所和中電科十六所的技術支持下，科大國盾量子技術股份有限公司（以下簡稱“國盾量子”）攜手弧光量子等伙伴發(fā)布新一代量子計算云平臺，接入“祖沖之號”同款176比特超導量子計算機。
這不僅刷新了我國云平臺的超導量子計算機比特數(shù)記錄，也是國際上首個在超導量子路線上具有實現(xiàn)量子優(yōu)越性潛力、對外開放的量子計算云平臺。
據(jù)中國科學技術大學相關人士介紹，比特數(shù)是衡量量子計算機可實現(xiàn)的計算能力的重要指標，中國科大“祖沖之號”研發(fā)團隊在原“祖沖之號”66比特的芯片基礎上做出提升，新增了110個耦合比特的控制接口，使得用戶可操縱的量子比特數(shù)達到176比特。
除了比特規(guī)模，在其他涉及量子計算機性能的連通性、保真度、相干時間等關鍵指標上，“祖沖之號”云平臺接入的新一代量子計算機的設計指標也瞄準國際最高水平，在實際中調(diào)試提升其性能。
量子計算是一種操縱量子比特進行計算表達的計算模式。經(jīng)典計算機中處理信息的最小單位——比特，同一時間只能表示1或者0；而量子存在疊加態(tài)的特性，可同時表示1和0，利用這種性質(zhì)處理數(shù)據(jù)時可以并行運算。
換句話說，經(jīng)典計算機一次只能處理一個信息，而量子計算機一次可以處理N個信息的疊加，計算效率大大提高。
量子計算云平臺旨在通過云技術連接用戶與量子計算設備，支持用戶遠程進行量子計算。目前全球接入量子計算真機的云平臺很少。此前，中國科大研究團隊構建了66比特可編程超導量子計算機“祖沖之號”，是目前全球僅有的2臺完成了“量子計算優(yōu)越性”里程碑實驗的超導量子計算機之一。但“祖沖之號”量子計算機需要服務于重大科技攻關項目，難以滿足外部體驗和使用需要。
為了將量子計算機真機開放給社會，新一代量子計算云平臺項目誕生。其中，量子創(chuàng)新研究院提供了“祖沖之號”同款量子計算芯片，國盾量子提供了測控設備等硬件設施，承擔了整機和云平臺系統(tǒng)的搭建及運維工作，與中電科十六所、中科弧光量子等合作研制開發(fā)了關鍵核心器件、國產(chǎn)量子程序編譯語言和軟件，共同建設了新的176比特超導量子計算機并上線云平臺。
“祖沖之號”量子計算項目相關負責人認為，量子計算未來可為密碼分析、人工智能、氣象預報、資源勘探、藥物設計等所需的大規(guī)模計算難題提供解決方案，其中量子計算云平臺是量子計算走向應用的重要一步。
對于量子計算的發(fā)展方向，國內(nèi)外學術界已經(jīng)達成共識：第一個階段是“實現(xiàn)量子優(yōu)越性”，即針對特定問題的計算能力超越經(jīng)典超級計算機（目前全世界只有兩臺超導量子計算機實現(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到這一里程碑的國家。
第二個階段是實現(xiàn)具有應用價值的專用量子模擬系統(tǒng)，即相干操縱數(shù)百個量子比特，應用于機器學習等特定問題，達到該階段需要5至10年。
第三個階段是實現(xiàn)可編程的通用量子計算機，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，對于規(guī)模化的量子比特系統(tǒng)，通過量子糾錯來保證整個系統(tǒng)的正確運行是必然要求，也是未來一段時期內(nèi)面臨的主要挑戰(zhàn)。
（安徽商報融媒體記者 梁巍）