新京報記者 張璐
5月25日，北京量子信息科學研究院在2023中關村論壇正式發(fā)布Quafu（夸父）量子計算云平臺。
上線三枚不同規(guī)格的超導量子芯片
量子計算云平臺是量子計算綜合性能的展示，以互聯(lián)網(wǎng)云計算的形式，整合了量子芯片、測控設備、量子操作系統(tǒng)和應用軟件為一體，將量子算力提供給研究及測試者，是量子計算走向?qū)嵱没娜珬Ｊ郊夹g(shù)和基礎。
北京量子信息科學研究院聯(lián)合中科院物理研究所和清華大學，共同推出了Quafu量子計算云平臺，取意“量子未來（quantum future）”，現(xiàn)上線了三枚超導量子芯片，三枚芯片分別有136、18和10個量子比特，用戶可以自主選擇合適的芯片運行量子計算任務。
據(jù)北京量子信息科學研究院研究員范桁介紹，該超導量子計算芯片的技術(shù)路線和超導量子計算原型機“祖沖之號”是一樣的，但是擁有更多量子比特。超導量子計算芯片無法在常溫下工作，需要放入稀釋制冷機中，稀釋制冷機的溫度比絕對零度（零下273.15℃）僅高了0.01℃，避免熱量（噪音）對量子態(tài)進行干擾。
“我們在實驗室里把量子計算機做成了，大家如何應用？現(xiàn)在我們就要把量子計算走向?qū)嵱没穆肪€打通?！狈惰煺f，136量子比特芯片位于北京量子信息科學研究院，18和10量子比特芯片在中國科學院物理研究所位于懷柔的實驗室。量子計算云平臺將這些量子算力整合，提供給所有人聯(lián)網(wǎng)應用。云平臺兼容國際通用的開放量子匯編語言標準，提供了圖形界面、量子匯編語言和客戶端三種提交量子計算任務的形式，方便用戶多種應用需求。
大眾可以利用量子云平臺進行體驗、教學和科研
目前Quafu量子計算云平臺在單芯片量子比特數(shù)和芯片數(shù)量上都處于國內(nèi)領先地位。云平臺測控精度高，可實現(xiàn)18量子比特的全局糾纏，軟件功能齊全，是國際先進的量子計算云平臺。
范桁解釋說，經(jīng)典計算比特只能處于0和1兩個狀態(tài)，但量子計算不同，量子比特是0和1的疊加態(tài)，帶來了超強的并行計算能力。在解決某些問題時，經(jīng)典計算機需要1萬年，量子計算機需要200秒。
他舉例說，郵遞員（物流優(yōu)化）問題是一個非常復雜的計算問題，即郵遞員送多個點位的快遞如何走最省時省力，由于可選擇的路徑隨著點位個數(shù)指數(shù)級增加，要從中篩選出較優(yōu)的路徑十分困難，而量子計算機在計算這類問題時明顯優(yōu)于經(jīng)典計算機，物流優(yōu)化是量子計算一個潛在的應用領域。
他說，通常情況下，比特數(shù)越大，量子計算機的算力越好，在科研人員在實際應用匯總發(fā)現(xiàn)，存在比特數(shù)越大、誤差越大的情況。“所以18個比特芯片就可以完成的計算無需調(diào)用136個比特芯片?！?/p>
量子云平臺是量子計算機走向應用的關鍵技術(shù)，建設量子計算的生態(tài)就是基于此系統(tǒng)。大眾可以利用量子云平臺進行體驗、教學和科研，也可以嘗試一些實際應用，比如量子金融、量子模擬、量子游戲等；科研機構(gòu)和高科技公司可以基于云平臺構(gòu)建自身的應用軟件，把其中需要涉及量子計算的部分通過云計算連接實驗室的量子計算機，從而完成復雜的任務。
云平臺已開放測試，運行量子計算任務50余萬次
Quafu量子計算云平臺已對國內(nèi)外用戶開放測試，有2000余名量子計算研究者和學生注冊，運行量子計算任務50余萬次，顯示其運行穩(wěn)定高效。國內(nèi)一些研究組已經(jīng)通過Quafu量子計算云平臺遠程調(diào)用量子芯片順利完成了科研任務，還有些研究者基于云平臺構(gòu)建了各自的科研或者應用軟件，量子計算的生態(tài)建設已逐步開展。
量子計算云平臺是量子計算的關鍵技術(shù)，國際競爭激烈，國際科研機構(gòu)和科技公司都把量子云平臺作為重要的發(fā)展方向，包括傳統(tǒng)的芯片公司和云計算公司都涉及此方向，盡早發(fā)展具有全鏈條自主知識產(chǎn)權(quán)的量子計算云平臺非常必要。Quafu量子計算云平臺處于國際先進水平，技術(shù)上已經(jīng)可以實現(xiàn)國產(chǎn)替代。以后經(jīng)過持續(xù)發(fā)展，有望在規(guī)模和技術(shù)上和國際最先進的量子云平臺競爭。
范桁稱，量子計算的生態(tài)是基于云平臺來建設的，所以云平臺的發(fā)展越早越好，而且需要長期迭代，和量子計算及用戶共同成長，不斷積累用戶才能體現(xiàn)出價值。未來，大眾生活的方方面面將既依賴傳統(tǒng)的算力，也依賴量子算力，而量子算力就是基于量子計算云平臺實現(xiàn)的?！爸袊趥鹘y(tǒng)計算機領域錯過了最初的發(fā)展黃金期，但是量子計算機給了我們新的機遇，以量子計算云平臺為抓手發(fā)展量子芯片、量子操作系統(tǒng)和建設生態(tài)，前景遠大?！?/p>
