全球观天下！算力新基建②丨联网就能用上量子计算！“祖冲之号”量子计算云平台发布

21世纪经济报道记者 张赛男 合肥报道

(资料图)

狂飙的算力需求之下，量子计算“申请出战”。

5月31日，在中科院量子信息与量子科技创新研究院（以下简称“量子创新研究院”）的指导、中科院软件所和中电科十六所的技术支持下，科大国盾量子技术股份有限公司（国盾量子，688027.SH）携手弧光量子等发布新一代量子计算云平台，接入“祖冲之号”同款176比特超导量子计算机。

（图为“祖冲之号”同款量子计算机，张赛男摄）

这不仅刷新了我国云平台的超导量子计算机比特数记录，也是国际上首个在超导量子路线上具有实现量子优越性潜力、对外开放的量子计算云平台，将进一步推动量子计算软硬件发展及生态建设。

量子计算，一个听上去“不明觉厉”的领域，实际上已被多个省级行政区写入“十四五”规划，成为前沿科技的代表。目前，量子计算系统对某些特定问题的求解速度已经远超经典超级计算机，以此展示出了量子计算本身的优越性。

当下各行各业的计算需求正在猛增，量子计算能否成为人工智能时代算力的终极解决办法？

“联网就能用”

首先需要科普一下什么是量子计算机？

这是一类遵循量子力学规律进行运算并处理量子信息的物理系统。当某个装置处理和计算的是量子比特信息，就可被称为量子计算机。利用量子比特的纠缠态和叠加态特性，通过操纵量子比特进行高并行计算。量子计算机所能实现的计算能力取决于多个因素，以超导量子计算机为例，包括比特数、保真度、相干时间、门操作速度、连通性等。

中国科学技术大学教授、“祖冲之号”量子计算总师朱晓波介绍，比特数是衡量量子计算机可实现的计算能力的重要指标，中国科大“祖冲之号”研发团队在原“祖冲之号”66比特的芯片基础上做出提升，新增了110个耦合比特的控制接口，使得用户可操纵的量子比特数达到176比特。

除了比特规模，在其他涉及量子计算机性能的连通性、保真度、相干时间等关键指标上，“祖冲之号”云平台接入的新一代量子计算机的设计指标也瞄准国际最高水平，不断在实际中调试提升其性能。

海通证券表示，量子计算为突破经典计算算力极限的革命性技术，提高量子比特数量和操作精度成为了科学与企业界实现大规模应用的关键。

而量子计算云平台旨在通过云技术连接用户与量子计算设备，支持用户远程进行量子计算实验和开发等。但由于量子计算机研发门槛极高、运行环境严苛、辅助设备复杂等，目前全球接入量子计算真机的云平台很少，更缺少能实现量子优越性的高性能量子计算机。

此前，中国科大研究团队构建了66比特可编程超导量子计算机“祖冲之号”，是目前全球仅有的2台完成了“量子计算优越性”里程碑实验的超导量子计算机。但“祖冲之号”量子计算机需要服务于重大科技攻关项目，难以满足外部体验和使用的需要。

为了将高性能的量子计算机真机开放给社会，多方合作、产学研协同的新一代量子计算云平台项目因此诞生。简而言之，这个平台开放之后，通过互联网就能远程访问量子计算机。

“仍在攻坚时期”

目前，国际上的高性能量子计算云平台属于稀缺资源，量子计算已成为各国科技竞争的主要战场。据BCG预测，到2030年量子计算的应用市场规模有望达到500多亿美元。

朱晓波表示，“我们在量子计算领域走得比较早，光量子计算、超导量子计算在国际上至少处于第一方阵的位置，大家水平处于差不太多的状态。”

当ChatGPT流行引发对加快AI芯片自主可控的思考时，在量子计算这个国内外几乎同时起跑的领域，供应链面临的担忧会小一些。

“我们还是很注重供应链的问题，一方面加强自研，另一方面会很注意培养国内的供应链。比如同样一个东西，国产做得还比较差的时候，我们就和他谈希望达到我们的指标。”朱晓波对21世纪经济报道记者表示。

记者获悉，量子创新研究院提供了“祖冲之号”同款量子计算芯片，国盾量子提供了测控设备等硬件设施，承担了整机和云平台系统的搭建及运维工作，与中电科十六所、中科弧光量子等合作研制开发了关键核心器件、国产量子程序编译语言和软件，共同建设了新的176比特超导量子计算机并上线云平台。

在开放性方面，除了探索自主可控的超导量子硬件产业链外，云平台已上线“祖冲之号”同款汇编语言，并通过与中科弧光量子等合作部署了多款国产量子程序编译语言和软件。未来将联合更多合作伙伴，携手共建自主可控的量子计算供应链。

“祖冲之号”量子计算常务副总指挥、国盾量子董事长彭承志认为，量子计算未来可为密码分析、人工智能、气象预报、资源勘探、药物设计等所需的大规模计算难题提供解决方案，其中量子计算云平台是量子计算走向应用的重要一步。

对于社会大众来说，可以利用量子计算云平台进行科普，亲身体验简易的量子计算编程和图像实验等；对于更广泛的产业用户来说，可远程访问具备量子优越性潜力的量子计算机，能进一步发展量子编程框架，进行应用探索。

但量子计算并不能解决所有问题。朱晓波坦言，“它很有可能是传统经典计算机的补充，一些特别难的问题交给量子计算机，一些经典计算机处理得很好还是给经典计算机，所以应该是二者融合在一起，不是完全谁把谁革命的状态。”

彭承志表示，“量子计算现阶段正处于从原型机到专用机的攻坚时期，我们集合所有力量，就是希望向最终实现通用量子计算探索出一条切实可行的道路，同时不断推进前沿科技沿途下蛋。”

同时，朱晓波呼吁要防范风险，“现在国内的量子计算炒作得过于凶猛，让原本应该有的进步、真实面貌没有呈现给广大公众，我觉得很有可能会‘捧杀’这个领域，现在量子计算还处在非常严肃的科研加技术迭代的阶段。我们只要不走偏，有资源投进来，一步步走下去，在这个赛道上我们很有信心。”

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