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去年9月，谷歌基于53比特量子計算機證明了量子優越性，一時間霸占各大媒體頭條，量子計算機的發展愈發受到社會各界的重視。
目前致力實現量子計算機商業化的公司，除了國外谷歌、英特爾、IBM等科技巨頭，國內本源量子、阿里云、華為等都有自己的量子計算研究機構。
不過，要想部署量子硬件很困難，加上價格昂貴，許多組織機構都選擇利用量子計算云服務獲得先入優勢。
作為國內第一家致力于量子計算機產業化的公司，本源量子近日正式上線了自主研發的超導量子云平臺，并面向全球用戶提供基于真實量子計算機原型機“悟源”的計算服務。那么，作為首個國產超導量子計算機云平臺，我們距離國際一流水平還有多遠呢？
“悟源”內部機構圖
接入原型機，搭載6比特真實超導量子芯片
本源量子此次發布的超導量子計算云平臺通過接入本源量子自主研發的超導量子計算機“悟源”，為全球用戶提供公開的量子計算服務。
根據本源量子的介紹，“悟源”是一臺能夠脫離實驗環境，穩定運行的超導量子計算系統，也是國內率先實現工程化的量子計算機，它能為內部的量子芯片提供可靠的制冷系統，也配置國產的量子測控系統。
此外，“悟源”搭載的是本源量子第一代超導量子芯片夸父（KuaFu C6-130）。該款芯片由6個基于約瑟夫森結的超導量子比特構成，根據孔偉成的介紹，約瑟夫森結是一個尺寸不到1微米的器件，具有非常強大和特殊的量子力學性質，因此適用于構建出性能優秀的量子芯片。
值得一提的是，本源量子擁有夸父芯片的完全自主的知識產權，另外24位的夸父芯片也即將部署到量子云平臺中。
“悟源”超導量子計算機
那么，量子計算云平臺的推出又有什么意義呢？除了本文開頭提到的硬件部署困難和獲得先入優勢，本源量子官網也給出了答案，量子計算機運行環境極為苛刻，無法像個人電腦那樣普及。另外，云平臺的開放能夠讓用戶共同測試，解決尚未成熟的技術問題。
從歷史的維度來看，此個量子計算云平臺的推出，意味著我國的量子計算機正走出實驗室。本源量子董事長孔偉成在發布會上表示，量子計算走出實驗室分為兩個階段，第一個階段是從科學研究到工程實現，第二個階段是從工程實現到產業落地的過渡，量子云平臺的公布則是量子計算從較低成熟度的科學研究水平向更好技術成熟的的工程實現的一個標志。
起步晚于國外4年，但性能基本同IBM持平
盡管本源量子在短短3年內已經發展成在量子計算機領域有一定國際知名度的公司，但目前所研發出來的6位量子比特的量子計算機，IBM早在2016年就已研發出來。
2016年，IBM率先研發出世界上第一個基于5位超導量子計算機的量子云平臺，之后便搭建了一套完整的量子計算機。目前，IBM已經有22臺公開的量子計算機，且有23萬人次使用了量子計算機，包括100余家企業單位和科研機構。
值得注意的是，在此前所開放的量子計算云平臺中，真正同IBM一樣能夠提供真實量子計算機服務的公司數量極少，全世界范圍內有5家，但無一家中國公司。本源量子超導量子計算云平臺的上線則是打破了這一格局。
雖然起步晚幾年，但本源量子同IBM的產品性能似乎相差不大。本源量子給出的官方數據顯示，對比2017年、2020年IBM在自己的量子云平臺上的核心數據，主要包括量子邏輯門的保證度和量子讀取的保證度，本源量子目前的水平同IBM的水平相當，甚至能夠超過IBM最初建立的云平臺水平。
探索應用場景，加速產業化發展
如果將經典計算機的運算過程視作硬幣的翻轉過程，硬幣的兩面分別代表1和0的數據單元，那么就可以將量子計算機的運算過程比作正在旋轉的硬幣，1和0處于疊加狀態，因此能夠進行并行運算。
這意味著，在某些特定場景下，量子計算機能表現出遠超經典計算機的優越性。
不過，這些場景仍未被完全開發出來，本源量子也在嘗試做一些探索，加速量子計算機的產業化發展。
此次發布會上，本源量子還推出了三個針對解決專用問題的軟件應用，分別是復雜網絡的排序應用、手寫數字的識別和用戶偏好的行為預測，有的是利用量子計算與經典計算混合實現，有的則是利用量子神經網絡構建模型訓練數據實現。
此外，為了探索更多應用場景，本源量子于對標IBM、谷歌等國際巨頭建立了屬于中國自己的量子計算產業聯盟OQIA。OQIA成立于2018年7月，依托本源量子集結了計算科技、金融分析、生物醫學、人工智能、低溫制冷、精密測控的那個行業伙伴，建立起較為廣泛的生態圈。
在金融分析領域，聯盟成員建信金融科技量子金融實驗室主任吳磊表示，借助量子云平臺，金融機構能夠快速優化投資組合，一秒之差往往造成巨大的收益差距，以前建信金融只能依賴于IBMq或其他一些國外的量子計算公司，排隊時間較長，用上國產化的量子云平臺之后，可以大大減少排隊時長。
在藥物研發方面，安徽瀚海博興生物技術有限公司董事長汪國興表示，目前藥物研發的周期長、成本高、風險大，在眾多基因中找對與疾病對應的藥物非常困難，而量子計算的優越性能夠縮短研發周期。“我們通過本源量子的云平臺對自主研發的PT one抗體的特定區域進行了改造，篩選出效果更好、安全性更高的藥物抗體，同時也在疫情爆發初期同本源量子合作，在試劑盒的推出上做出非常快速的反應。”
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量子計算的優越性讓我們迫不及待地通向量子計算技術的時代，在這樣一項可能具有社會變革意義的技術中，中國自然要從一開始就抓住時機實現自主可控，避免被技術扼住喉嚨。毫無疑問，本源量子是我國量子計算產業的領跑者，且在未來能夠跑得更遠。
“明年年底，我們預計推出60比特的‘悟源’超導量子計算機。”孔偉成在發布會上說。
本源超導量子計算機云平臺地址：https://qcloud.qubitonline.cn/
文中圖片來自本源量子
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