張輝打造中國自主可控量子計算機

Mondo 科技 更新 2024-01-30

張輝. 原點量子計算技術(合肥)有限公司總經理

十九大政治局習總書記在集體學習二十四次上強調,深刻認識推動量子科學技術發展的重大意義,加強量子科技發展的戰略規劃和系統布局。 2022**經濟工作會議首次提出,要加快量子計算等前沿技術的研發和應用推廣。 量子技術的發展具有重大的科學意義和戰略價值,是對傳統技術體系產生衝擊和重構的重大顛覆性技術創新。

量子計算機是新一輪資訊科技革命的戰略制高點。 作為國內第一家量子計算機製造商,原點量子計算技術(合肥)有限公司已研發出多台量子計算機,並成功交付給使用者。

實現關鍵區域自主可控,保障產業鏈安全。

量子計算不能簡單地停留在先行或報道中,更要構建自主可控的量子計算機,讓具有高效能計算能力的量子計算在各行各業大放異彩。 20多年來,科研團隊從研發最小的矽基量子晶元,到2024年發布測控量子晶元訊號的量子計算測控一體機,再到2024年使用者第一台量子計算機的成功交付“一路產蛋”,產生了大量原創性成果。

在起源量子實驗室,中國第一條量子晶元生產線就在這裡誕生。 正如傳統計算機的核心部件是CPU一樣,量子計算機的核心部件是量子晶元(QCPU)。 該量子晶元生產線自2024年1月投產以來,一年多來,引進了24套量子晶元生產相關工藝裝置,孵化了3套自主研發的量子晶元專用裝置,生產了1500餘批次流片試製產品,交付了多批量子晶元和量子放大器。

Origin Quantum員工在量子晶元生產線上檢查儀器。

晶元設計離不開電子設計自動化(EDA)設計軟體,本源量子於2024年開發了“本源昆元”(Q-EDA)設計工業軟體。 它可以同時支援超導和半導體量子晶元的自動化設計,是高效大規模製造和生產量子晶元的必備工具,堪稱“量子晶元之母”。

2024年,原源量子也將在生產國產量子晶元的硬體裝置方面取得進展。 目前,該團隊已製造出國內首颱用於量子晶元無損檢測的“燃燒之眼”(NDPT-100無損探針儀器),以及用於修復量子晶元等量子晶元工業工具機的量子晶元雷射“手術刀”,為我國量子晶元製造業的未來奠定了堅實的基礎。

在源量子的積極推動下,中國量子晶元設計製造鏈正在逐步形成。 “本源坤元”支援雷射退火機、無損探針儀等量子晶元工業工具機軟體介面,實現了國產量子晶元從設計到製造的一整套工具鏈的整合協同。 軟硬體的深度融合將使量子晶元的設計和製造過程更加系統、完整和高效。

2024年量子計算機的成功交付,使中國成為世界上第三個具備量子計算機交付能力的國家,這是繼中國取得“量子優勢”之後,在國際量子計算研究領域又一穩固的領先地位。

截至2024年3月10日,全球量子計算領域的專利申請數量已達1項3777萬件,中國位居世界第二,共計2251件;排名第三至第五的國家是日本(1,062個)、加拿大(917個)和英國(525個)。

將研究成果轉化為實用的工程。

量子計算機在海量資料平行計算、模擬分子和原子運動規律方面具有獨特的優勢,可以對映到實際應用中,解決金融、生物醫藥、化學材料、人工智慧等行業的諸多數學問題。

為了在中國建立量子計算的“朋友圈”和生態圈,原源量子於2024年7月成立了中國首個量子計算產業聯盟OQIA(原點量子產業聯盟)。 產業聯盟旨在為各行業培育一批量子計算時代的量子軟硬體開發者,共同建立和拓展量子計算產業生態圈。

隨著國內外量子計算競爭的加劇,金融、航空航天、大資料、先進計算等領域的企事業單位、高校紛紛簽約加盟,我國量子生態產業鏈逐步壯大,更多的量子計算產業鏈和元素正在集聚......截至2024年9月,原源量子已成立80余家產業聯盟成員。

本源量子通過產業聯盟匯聚各行業力量,探索量子計算技術在各行業的應用。 建銀金融科技是第一家與本源量子共同探索量子計算應用的金融機構。 2024年2月,建銀金融科技與本源量子實驗室基於建設銀行**應用場景,聯合推出國內首批量子金融應用——“量子期權定價應用”和“量子無功值計算應用”,實現了國產量子金融演算法“零”的突破,完成了量子計算在國內金融領域指數加速能力的首次嘗試。

2024年7月,中國移動研究院(以下簡稱“中國移動研究院”)聯合原量子成功實現了全國首個基於通用量子計算機的演算法驗證,初步結果符合預期要求。 為了優化5G現網中基站的大規模天線引數,本源量子通過有效的建模、演算法設計和真機驗證,初步證明了量子演算法在這一具體問題上的可行性,成為國內首例使用量子計算機真機進行通訊網路演算法驗證的案例, 為量子計算在通訊網路中的應用開好頭。

量子計算技術的算力優勢在航空領域也具有巨大的應用前景和價值。 2024年9月,原騰量子聯合中國航空航天研究院、合肥綜合國家科學中心人工智慧研究院(安徽省人工智慧實驗室)、中國習航空工業集團公司航空計算技術研究院在合肥正式啟動國內首個航空科學支撐的航天計算航空應用研究專案**,探索量子計算技術在航空計算流體力學領域的應用,驗證了量子計算技術在航空數值模擬領域的超強優越性。

本源量子積極發揮科技型企業的引領作用,加大自主智財權軟硬體的推廣應用力度,加快構建自主量子計算生態圈,不斷將量子計算研究成果轉化為實用化和工程化。

加大量子人才培養力度。

目前,國際量子計算人才缺口巨大,各大量子科技公司從搶占早期市場、培養使用者習等方面推出了一系列量子教育服務。 我國量子人才稀缺,量子技術涉及諸多基礎產業和工程實施環節,需要大量交叉學科人才。 因此,開展量子人才培養迫在眉睫。

本源量子很早就意識到人才培養對量子計算發展的戰略意義,通過自主研發和系統整合,形成了一套全方位的教學體系。

自2024年起,先後推出第一代量子計算習機、量子計算與程式設計教材《量子計算與程式設計導論》、獨創量子計算全物理系統習機等,向公眾開放國內首個量子計算教育科普基地。

2024年,本源量子攜手廣東德美精細化工集團有限公司、佛山市順德區榮山中學,打造全國首個校園量子計算科普基地,並於2024年率先成立中國首個量子計算教育聯盟,吸引30餘所高校加入。

2024年,原源量子正式推出中國首個量子計算教育一體化平台——溯源。平台聚焦於學科交叉型人才培養和科研算力需求,為量子計算初學者、開發者、高校和機構使用者提供包括量子計算系統課程、真實量子計算機、虛擬量子計算系統等在內的多元化資源。 此外,溯源還為高校和機構提供教學計畫專案、量子程式設計培訓環境、量子計算習中心等功能,覆蓋量子計算教學全過程。

隨著量子計算技術的發展,越來越多的人通過量子模擬器、工具等各種方式了解這一新興發展方向。

2024年,本源量子將引入VR技術和配套教學資源,打造中國量子計算沉浸式體驗系統,在虛擬實境空間構建高度逼真的量子計算培訓教學環境,為中國量子計算科學教育提供更好的體驗學習和習場景,也為高校人才培養提供更全面的教學用例。

目前,原量子已與中國科學技術大學、中南大學、重慶郵電大學、北京理工大學、長江大學、湖北師範大學等60餘所高校建立戰略合作,探索人才培養和行業應用模式。

成立六年前,源量子始終圍繞“讓量子計算機走出實驗室,真正服務人類社會”的目標,堅持攻克量子計算機軟硬體核心技術,開發多種量子計算產品,真正為“打造自主可控的量子計算機”而努力奮鬥。

*:中國網信 2023 年第 11 期。

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