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超导计算机(超导计算机图片)
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发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：
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量子计算实用化的布局竞赛里，中国走出了第一步。
9 月 12 日，本源量子公司上线了量子计算云平台，这是中国首个接入实体量子计算机的量子计算云平台。
本源量子自主研发的量子计算机名为悟源，其核心硬件是 6-Qubit 夸父芯片。
图 | 6-Qubit夸父芯片（来源：本源量子）
“除了机箱，也就是制冷机，其它的我们都是能够自主可控研发，或者来找国内的厂商来制造的。”本源量子计算公司副总裁张辉向 Deeptech 表示，他是中科院量子信息重点实验室博士，师承中国量子信息奠基人郭光灿院士。
相比于 IBM 目前在云平台上提供的高达 50 个量子比特的系统，6 个量子比特只是其在 2017 年的最初水平。
郭光灿院士在发布会上表示：从更高的角度看，6 个量子比特太少了…… 但我们更看重的是，我们将来有可能往前做的、实用的这条路，并走出第一步。
目前，本源量子获得资本市场追逐，正在谈第三轮融资，消息很快会在 10 月份公布，预计明年春天的第四轮融资，也已经有资方表达了意愿。
但压力与危机也不小，张辉称，现在不敢保证本源量子不会成为这一赛道上的先烈，不过他相信，“就是本源成了烈士，我们这一批人，一定是中国量子计算的第一批人才，对中国未来量子计算这样一件事，会是非常大的价值。”
开启中国量子计算机应用此次推出的 6 比特量子计算机 “悟源”，其中的夸父芯片由 6 个基于约瑟夫森结的超导量子比特构成。“悟源” 对标的是 IBM 于 2017 年在云端发布的 5 比特量子计算机。
发布会公布的关键参数，即量子逻辑门保真度、量子比特读取的保真度上，均超出了 IBM 在 2017 年的指标。
图 | 悟源和 IBM 的参数比较（来源：本源量子）
目前，悟源绝大多数部件都实现了自主研发，唯一的例外是外层制冷机，源于进口技术，这是由于量子芯片需要在接近零度的低温环境下工作，要求很高。
目前，国外只有极少数几家公司垄断了相关的技术。不过，本源量子轮值董事长、量子测控总监孔伟成表示，合作单位正在努力，最早在明年能见到国产制冷机系统。
与云平台一起发布的，还有第二代量子测控一体机，以及三个基于量子算法的应用软件。
量子芯片的测控技术是让芯片发挥作用的关键。
提供量子芯片运行所需的关键信号，同时负责对量子芯片传回信息的处理，并执行对量子计算机程序的编译。实现这些功能的专用系统就是量子测控一体机。
今年发布的第二代量子测控一体机，从 2018 年的支持 8 位比特的量子芯片运行，提升为支持 32 位。支持 216 通道，并具备 200ps 同步稳定。
图 | 量子测控一体机（来源：本源量子）
孔伟成介绍，量子测控一体机的升级，使团队能够在更大规模的量子计算机的研发当中保持效率。
在量子计算的应用上，本源此次开发了三款应用软件。分别是复杂网络的排序应用、手写数字识别、用户偏好的行为预测。
复杂网络排序应用可以对复杂网络节点进行重要综合评价，探究网络影响力最大化问题；手写数字识别利用量子算法和经典算法混合实现；用户偏好行为预测通过实现量子关联规则挖掘算法，加速挖掘分析复杂关联数据之间的内在联系。
产品发布的尾声，本源量子表示，2021 年底将上线搭载 60 位比特量子芯片的第二代超导量子计算机物源。
而在另一技术路上，将发布基于半导体量子芯片的量子计算机。
张辉介绍，目前在产业上，本源量子主要的合作方向是军工、金融、生物医药、人工智能。他看来，这也是未来量子计算最有可能先实现应用优势的领域。
就时间发展而言，在近五年内，国际领先的量子计算水平很可能在具体应用实例上展现出优越。
2017 年起，摩根大通和巴克莱开始使用 IBM 的量子云计算功能，运用特定算法加速优化其投资组合。
今年，本源量子寻找到第一个金融领域的合作伙伴。中国建设银行旗下金融科技的子公司建信金融科技与本源量子合作，设立了量子金融实验室。
张辉告诉 Deeptech，本源量子 2018 年就建立了产业联盟，金融作为比较重点的部署，直到今年才真正找到了真心想做这方面硬科技的一个伙伴。
张辉说，“中国其实很缺做这种原创的科技，从实验室到最终变成产品的中间这过程。相信也会有越来越多的伙伴能意识到这个问题。”
图 | 本源量子计算平台开放的功能（来源：本源量子）
量子计算竞赛，商业应用尚在探索量子计算的优越来自于量子叠加的物理质。
如果用量子态编码信息，应用量子叠加的物理质，理论上来说，N 个量子比特可以同时保存和处理的信息是 2 的 N 次方。相比较之下，N 个经典比特同时只能保存和处理一条信息。利用这个优势，量子算法在特定应用场景中，可以获得远超经典量子计算机能的总和。
目前，量子计算的优越已经得到部分证明。而量子算法需要和不同领域继续碰撞，才能够找到落地应用的具体场景和关键点。
加速量子计算运用的发展，首先需要让更多人使用量子计算机。量子云平台由此而生。
最早推出量子计算云平台是 IBM，其在 2016 年就上线了基于真实量子计算机的云平台 IBM Q Experience，最早发布的是 5 量子比特的计算系统，目前可以提供最高 53 比特的量子计算系统。
在 2019 年，亚马逊、微软先后上线了量子计算云平台 Braket 与 Azure Quantum。两者都通过其云平台，向用户同时提供来自不同初创公司的量子计算机服务。
其中，亚马逊是唯一公开收费标准的量子计算云平台。其云平台除了支持量子算法，还支持量子和经典系统结合使用的混合算法，目前最高能够提供 35 量子比特的系统。除了量子算法，客户还可以使用 Braket 来设计运行混合算法。
图 | 亚马逊量子计算云平台 Braket 收费标准（来源：AWS）
为亚马逊云平台提供量子计算设备的三家公司分别为 IonQ，Rigetti 和 D-waves。后两家公司也分别开放了独立的云平台。
这三台设备分别对应量子计算的三种实现方法：
IonQ 基于离子阱技术的量子计算机；Rigetti 基于超导技术的量子计算机；D-Waves 基于超导的退火量子计算机。
其中，D-waves 的退火量子计算机是一种专用量子计算机，通过对热力学中退火过程的模拟，运行特定的算法。这一专用量子计算机的优势是能够快速求解组合优化问题，在机器学习和深度学习等领域具有优势。
从物理器件层面来看，退火量子计算机属于超导技术路线。而在目前，用何种物理体系能最终实现量子计算，学界及产业界尚未有一致的意见，因此不同的路线都有人在进行尝试。
总体而言，常见的技术路线有五种：超导电路，半导体量子点，离子阱，光学，拓扑。而在工程制造层面，超导电路和半导体量子点两种技术路线发展较快。一是目前的半导体和集成电路工艺较为成熟，二是这两种路线较有希望和已有的经典计算机兼容。
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