北京量子院發布大規模量子云算力集群

4月25日，北京量子信息科學研究院（以下簡稱北京量子院）聯合中國科學院物理研究所、清華大學在2024中關村論壇年會開幕式上發布其最新成果“大規模量子云算力集群”。五臺百比特規模的新一代量子計算系統，通過與經典計算融合，可以形成集群協同工作。

量子云算力集群可用的量子計算后端。北京量子院供圖

讓量子計算走向應用

據北京量子院執行院長常凱介紹，經典計算比特只能處于0和1兩個狀態，經典計算機的計算和存儲能力與比特數之間是簡單的乘法關系。但量子計算不同，量子比特是0和1的疊加態，多個量子比特糾纏起來，將帶來超強的并行計算能力。

常凱說，銀行通用的2048位的RSA密碼如果用經典計算機破解，大概需要百萬年時間。但2019年谷歌預計，如果實現2000萬個量子比特的集成，就可以在8小時以內破解2048位的RSA密碼。“所以，量子計算對國防安全、金融安全等都可能造成顛覆性影響，可能會改變人們的生產生活方式。”他還表示，量子計算機遵循的是量子力學規律，天然擅長計算遵循量子力學規律的系統，比如生物學的復雜系統。目前新藥研發費錢費時，未來如果使用量子計算機，將有望大大縮短藥物研發時間。

“目前，量子計算處于實驗室狀態，我們希望它走向應用。要讓更多人使用量子計算機，就需要提供一個大家方便訪問的平臺，即量子云算力平臺。”常凱說，量子云是量子計算從實驗室走向應用的關鍵，對量子計算算法發展、應用探索、產業生態培育等有著重要的戰略意義。隨著國際上各大科技公司紛紛布局量子云，我國量子計算云算力布局變得尤為迫切。

去年，北京量子院在2023中關村論壇正式發布Quafu（夸父）量子計算云平臺，上線了三枚超導量子計算芯片，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。目前，平臺已執行超300萬個任務。

新上線量子云綜合指標進入國際前列

今年新上線的量子云可用物理比特數達到590個以上，平均兩比特門保真度達到97%以上，其中保真度最高的芯片達到了99%，綜合指標進入國際前列。

包含156個比特可調耦合架構的超導量子芯片。北京量子院供圖

據北京量子院研究員金貽榮介紹，和去年相比，本次發布的量子云算力集群對量子計算軟硬件進行了大幅度優化迭代，特別是在量子硬件方面，采用了可調耦合架構，結合芯片加工工藝的改進，工藝穩定性和一致性有大幅提高。測控線路與測控電子學設備也進行了多項改進，極大提升了測控系統的信號質量、集成度與可靠性。軟件方面，完成了量子編譯優化器的更迭以及更為便利的用戶交互系統Quarkstudio的開發。

國內自主研發的高密度測控線路。北京量子院供圖

此次發布的量子云算力集群，以免費形式向全球用戶開放，用戶可登錄https://quafu.baqis.ac.cn網站按照用戶指南申請使用。

金貽榮坦言，目前硅晶體管的錯誤率已經到了百億分之一以下，所以經典計算幾乎不會出錯，計算機運行得非常穩定。但量子云算力集群的保真度為99%，即運行100次就會出一次錯，這已經是全世界較好的水平。未來，量子計算和錯誤作斗爭仍有很長的路要走，如果突破了量子糾錯技術，量子計算可以解決的問題將是無可限量的。

新京報記者 張璐

編輯 劉夢婕 校對 趙琳