国产化原子型量子计算机迎来突破 启科量子发布国内首台离子阱量子计算工程机
日期：
2023-02-07
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近日我国首台模块化离子阱量子计算工程机发布,该工程机由启科量子研制,已通过国内量子信息、原子物理、光电子学等领域知名专家的评审,其综合工程化水平已经进入国际先进行列。该工程机的发布标志着我国原子型量子计算机迈出了从关键技术突破、实验室研发、原理样机研制到产品工程化的关键一步。量子计算工程机是指将各分立系统通过总体设计和集成开发,完成量子计算机的系统模块化、操作便捷化,实现量子计算机走出物理实验室,并能由量子程序开发人员独立完成操控的量子计算设备。启科量子此次发布的工程机1.0( “天算1号”)由工作环境控制、离子阱、光学、电子测控四大子系统构成,每个系统又由若干模块组成。各个模块通过插箱方式实现了与整机系统上的互联,极大提升了模块更换的灵活性。研发团队还对各模块的空间布局进行优化,使整机更加紧凑。在操作方面,该工程机采用人机交互界面设计,对每个系统智能化控制,大大降低了量子计算机的操作复杂性,使过去只能在专业原子物理实验室完成的实验操作化繁为简,拓宽了离子阱量子计算机的适用范围。量子计算机根据功能划分,可分为专用型量子计算机与通用型量子计算机,专用型量子计算机用于解决特定问题(如优化问题),而通用型量子计算机支持编写基于通用逻辑门的算法程序,应用范围更广泛。目前能够实现通用量子计算的量子计算机只有离子阱和超导两种。超导工程机的难度较小,国内外已经有很多机构发布;而离子阱技术路线复杂,工程机的研制一直是该领域的焦点和难点,工程化的关键技术一直被国外几家离子阱公司垄断。启科量子近年来通过自主研发,连续发布了一系列离子阱的工程化产品,包括、等,为整机的工程化打下良好基础。这次国内首台离子阱量子工程机天算1号正是启科量子在量子计算工程化之路上的一个里程碑。根据量子比特的类型划分,离子阱量子比特可分为天然量子比特与人造量子比特,天然量子比特具有全同性的优势。天算1号所采用的Yb(镱)171离子天然量子比特,属于我国特有的重稀土金属,对离子阱量子计算机全产业链的自主可控意义重大。天算1号的成功发布将成为未来量子计算产业发展的“助推器”。启科量子通过打造以离子阱量子计算机为核心的全产业链生态,有望在供应链、金融、制药、化工、交通、汽车、物流、航空、能源、气象等领域注入“经典-量子“异构算力,致力于解决如生物结构模拟、物流效率计算、寻找靶向药物等重要复杂问题。展望未来,启科量子方面表示,量子计算机的工程化之路只是刚刚开始,尽管全球范围业内已具备制备数十至上百物理比特的能力,但对量子计算实用化有决定意义的还是逻辑比特。目前国内外量子计算机的逻辑比特数量仍然在10左右徘徊,需要持续进行技术突破。启科将在天算1号的基础上,着力发展以“离子-光子“纠缠为基础的分布式技术,实现数百逻辑比特的分布式运算,通过持续攻坚克难,不断取得新突破。
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