【中国科学报】本源量子首席科学家郭国平:一切为了量子计算机研制提速 2018-08-09


本源量子展厅入口,墙上题词为郭国平作词题写。

■本报记者 赵广立


目前国内外对量子计算机的研制还处于早期的实验室阶段,为什么在这个时期成立一家“主营量子计算机的研制、开发和应用业务的公司”?

近日,在回答《中国科学报》记者提出的疑问时,合肥本源量子计算科技有限责任公司(下简称“本源量子”)创始团队主要成员、中国科学院量子信息重点实验室教授郭国平的答案出乎记者的意料:为了推动量子计算机的研制速度和效率。

本源量子成立于2017年9月,创始团队主要成员均为中国科学技术大学博士,他们致力于将量子信息技术的科研成果转化为推动社会进步的力量,将量子计算机的应用前景变为现实。

“本源量子开辟了一个国内前所未有的量子计算领域的产业化方向。”郭国平对记者说。

量子计算机研制呼唤企业介入

众所周知,量子计算机的研制是世界难题,全球最聪明的脑袋都在为研制出可用的量子计算机而上下求索。然而,郭国平注意到,国内对量子计算的研究还停留在学校和科研院所的实验阶段,缺乏对科研技术市场产业化的考量。

“量子计算机从理论上来说或许不存在根本性的障碍,但具体实现上有很多技术和工程难题。”郭国平举例说,比如量子相干性的保持与量子比特的操控和集成之间的平衡问题,量子测控系统和量子芯片的互联及自适应问题,以及量子比特的纠错与容错、更多量子算法和量子软件的开发问题等。

在郭国平看来,量子计算机的研制、开发和应用是一项意义重大的“科学技术工程”,它既包括基础原理的研究和论证,也需要大量的工程技术积累,并且随着时间的推移,工程技术工作所占的比率和重要性都会迅速增大——比如芯片和计算机架构、半导体工艺、微电子工程技术、量子算法和量子软件等多方面对量子计算机的研制都很重要。

“这些看似工程技术性质的问题,反过来可能又需要从基本理论方面进行创新才能解决。所以,这一项大工程需要多种不同学科、不同产业方向的融合与协作、共同努力,单靠学校实验室科研团队的努力是不够的,还需要企业这样可以通力解决技术和工程难题的主体存在。”郭国平认为,企业的介入可以让工程技术团队与基础科学研究团队共同工作协调攻关,将极大地推动量子计算机的研制速度和效率。“正因如此,才有了国内首家主营量子计算机的研制、开发和应用业务的公司——本源量子。”

建立量子计算产业生态圈

目前,量子计算正在经历早期应用飞速发展的阶段,在本源量子成立近一年的时间里,郭国平感受到,人们对量子计算的兴趣愈发浓厚。

郭国平告诉记者,公司成立初期,为让量子计算更快走向大众,特提供以量子计算为核心的云服务平台。去年10月,“本源量子计算云服务平台”(以下简称“本源量子云平台”)开始登上历史舞台。

本源量子云平台于今年1月就成功搭建了32位量子虚拟机,用户注册后即可免费体验编写和运行量子程序。

“本源量子云平台就是为用户提供一个在线量子计算的体验平台,让用户在浏览器上就能体验量子计算过程,并能够实地操控一台真实的小型量子计算机。”郭国平介绍说,与国际通用的量子语言相比,本源量子云平台的算法效率更高、更具可操作性。目前,该平台已推出64位量子虚拟机付费体验,用户可选择付费体验42位/56位/64位量子虚拟机,运用量子算法解决问题。

量子计算机目前遇到的问题除了制造上的难度,还在于现在人们为量子计算机编写的应用程序太少。郭国平认为,持续为量子计算机设计算法、编写程序,是推动量子计算机广泛应用的一个不可或缺的因素。因此,本源量子提供“应用定制服务”,为各行业的应用进行“量子赋能”。

“我们提供的定制化应用可以在任何量子计算机上运行,一旦量子计算机生产成功,各行业就可立即将应用对接,享受量子计算机带来的强大计算能力。”郭国平对记者说,本源量子计划与学术界、产业界等合作,培育一批面向各行业的量子计算时代的量子软、硬件开发者,共同建立和拓展量子计算产业生态圈。

此外,考虑到时下各类打着量子旗号消费量子概念行骗的行为层出不穷(如量子水、量子共振仪、量子抗癌、量子杯等),国内很多普通民众缺乏基本的鉴别能力,容易上当受骗,郭国平表示,在未来很长一段时间内,“我们团队不仅要扎扎实实地做研发,争取掌握核心技术,以提高我国科技实力为己任,更要坚守科学的价值观,普及量子计算知识”。

避免重蹈传统计算机覆辙

自从谷歌披露“量子优势”(Quantum Supremacy,许多媒体译作“量子霸权”)以来,量子计算仿佛巨头企业开辟的新战场。据了解,谷歌已经陆续在内部测试了6个、9个和20个量子比特芯片以及最新展示的49个量子比特芯片。根据谷歌的研究,49位量子计算机就能在具体问题上超越现有最强大的经典计算机——这正是“量子优势”有说服力的体现。

2018年,量子计算的竞争持续升温。目前,世界大型企业都在积极参与量子计算机的制造。美国除谷歌外,英特尔、微软、IBM等巨头都在争夺量子计算优势,其中英特尔还在2018年初的国际消费电子展(CES)上展示了一个49量子比特的芯片。此外,IBM、微软、谷歌在量子计算开源软件方面也有布局和动作。

在国内,目前有中船重工等公司与中科大量子科研团队展开合作,安徽省政府还设立了100亿元的量子产业投资基金;阿里巴巴、腾讯和百度也先后涉足该领域。不过,郭国平告诉记者,无论是规模还是深度,国内企业与IBM、谷歌等组建的“量子产学研联盟”都有较大差距。

“量子计算机产业涉及硬件、软件、标准、工程技术、用户习惯等方方面面,需要政府支持、科研机构和企业合作乃至社会大众的关注。”郭国平对记者说,只有学习国外凝聚优势力量、创新运行机制,中国才能主导“战局”,避免重走传统计算机产业被动跟随的老路。


《中国科学报》 (2018-08-09 第7版 产业)

http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2018/8/337977.shtm

 



     
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