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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:
量子芯片的基本单位是量子比特,通过物理器件实现量子比特之后,技术关键点是提高量子比特数量的同时,提高量子比特逻辑门的精度。
目前 IBM 能够在 53 个量子比特上实现 99% 以上的量子逻辑门保真度,以及 98.8% 的量子比特读取保真度。
影响量子比特逻辑门精度的重要参数是退相干时间。量子的相干会随时间而快速消失,量子系统也就随之变成经典系统。因此退相干时间越长,量子系统越稳定。
超导量子系统自实现以来仅有 21 年的历史,通过材料的改进,退相干系统的时间从小于 1 微秒延长到了 200 微秒以上。
在 2019 年底,谷歌宣布,在其 Sycamore 的芯片上,能够花几分钟的时间执行一项计算,而同样的任务在最强大的经典计算机上实现则需要一万年。Sycamore 芯片一共有 140 个量子比特,用于完成计算任务的比特数为 53。
图 | Sycamore 芯片(来源:谷歌)
虽然遭到了 IBM 的质疑,依旧可以认为在一个数学问题上,谷歌验证了量子算法优越。但是这与实际应用尚有一段距离。
目前在研究层面,虽然已经设计出多种说明 “量子优越” 的算法,实际上并没有在现实中的成熟应用。
目前量子计算机仍旧处于经典计算机的“晶体管时代”,尚未实现首个普适行业应用案例。
近日,IBM 又研制出了 65 位的量子计算机,成为目前最强的计算机。
业界普遍认为,要实现 100 万个量子比特,才能够实现通用量子计算机。不过短期技术目标是中等规模的专用量子芯片。
已有研究表明,有一类的算法可以允许噪声存在,也就是量子操作过程中可以有一定的偏差。利用噪声的均匀分布,或是寻找优化解使得计算依旧可以进行。基于这类技术可以实现含噪声中型量子(NISQ)计算机。
成立三年,已经卖出首个原型机本源量子成立于 2017 年,依托于中科大中科院量子信息重点实验室,团队的核心成员即是实验室的博士生团队。创始人是实验室副主任郭国平教授,实验室主任郭光灿院士任科学顾问。
张辉介绍,早在 13、14 年的时候,郭光灿、郭国平两位创始人就有了办企业的想法。这是由于他们意识到,量子计算机是一个工程化的问题,停留在高校的学术研究层面,是无法造出量子计算机的。
而由于当时国内没有做量子计算的企业,实验室的博士毕业没有相关领域的职位,只有转行。这导致量子计算领域的人才一直在流失。而国外的产业化已起步,工艺上的积累一旦开始,国内外的差距必然逐年加大。
在 2015 年,两位创始人曾希望国内的互联网或 IT 公司有人愿意做这样的项目,并为此召开过一次会议,但由于量子计算技术距离产业化至少需要十年起步,资本方投入的意愿不大。
直到 2017 年,郭国平在党校培训时遇到了两位愿意投资的产业人士,得到了种子轮的启动投资。“再不做的话,可能再过 3 到 5 年干脆就别做了,因为完全没机会了,现在这个点还有机会。”张辉回忆当时的关键时间点时表示。
2017 年,是全球量子计算技术走出实验室的关键一年。谷歌和微软聘用了量子计算的顶尖人才,开始向这一领域加大投入,同时美国高校里的教授也开始进行产业化尝试。
郭光灿和郭国平以教授身份开始创业,最初也有一个单纯的想法,就是通过一个平台,把量子计算领域的人才留住,聚集起来才可以一起做事情。张辉是郭国平的第一个博士生,毕业后在上海从事招商金融相关的工作,2019 年正式加入了本源量子。
目前本源三个技术总监都是 2018、2019 年毕业的博士生。从实验室出来后直接继续做产业方面的研究。而像张辉这样早期毕业的人则“做一些支撑工作,帮师弟们创建更好的平台。”
起步稍晚,资金和团队也是后来才好转,本源目前在追赶以 IBM 为代表的国际领先水平,抢占量子技术高地。
目前本源在进行中的, 有超导和半导体量子点两条技术路线。张辉介绍,在软件方面与国外差距不大,主要的差距在工程化方面,在超导方向上有四五年的差距,而半导体方向上,由于实验室原来已经进行了十五年研究,有一两年的差距。
“这个差距只会大,不会小。”张辉强调,这个结果,是本源用内部最强的数据和公开数据进行比较得出的,而国外实验室内部完全可能正在迭代。
“我们要做的是尽可能不要被他们再拉大差距,或者说,我们要地咬住他们。”
成立刚刚满三年,本源量子在今年售出了第一台量子计算原型机。量子计算的人才更多地聚集过来,政策和外部环境也开始重视量子计算,这让团队更有信心。
目前中国量子计算领域的人才非常缺乏,这一领域处于量子力学和计算机学科的交叉地带。张辉形容,“现在只能招到二分之一的人才”,或者物理学背景好,能够做基础的原创工作;要么是计算机背景,招进来后学习量子计算、线代数、逻辑编程等方面的原理,进行软件编程的工作。这一块,未来本源会专门成立量子教育的子公司。
图 | 本源团队编纂的国内第一部量子计算与编程教材(来源:本源量子)
在营收上,量子计算的主要业务目前尚不考虑营收,未来三到五年最主要的商业模式将是量子计算原型机的整机销售和配套服务,以及量子计算的相关零件设备销售。此外,在和企业的合作中,IP 共享和授权会逐渐带来营收。
目前本源量子已经获得了 400 项专利,2019 年底,在全球量子计算发明专利排行榜上跻身 12 位。作为一个三年的初创公司,这一点让本源对自己的技术感到骄傲。
量子计算机的成熟技术,一定是人类集体智慧的产物。本源量子想做的就是,抢占到未来量子计算的核心专利,未来有和国际竞争的实力。这样,“在整个人类的量子计算上,我们是有中国人的这一笔的。”
本文到此结束,希望对大家有所帮助呢。
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