近日，最高決策層的一次的“集體學(xué)習(xí)”，引發(fā)國(guó)內(nèi)量子計(jì)算板塊強(qiáng)烈“震動(dòng)”。

據(jù)新華社10月17日?qǐng)?bào)道，中共中央政治局在10月16日就“量子科技研究和應(yīng)用前景”舉行了第二十四次集體學(xué)習(xí)。在主持學(xué)習(xí)時(shí)，***強(qiáng)調(diào)，要充分認(rèn)識(shí)推動(dòng)量子科技發(fā)展的重要性和緊迫性，加強(qiáng)量子科技發(fā)展戰(zhàn)略謀劃和系統(tǒng)布局，把握大趨勢(shì)，下好先手棋——這充分體現(xiàn)了中央和國(guó)家對(duì)量子科技的高度重視。

緊隨其后，資本市場(chǎng)的量子計(jì)算概念股集體“應(yīng)聲上漲”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，10月16日，8只概念股中有6只集體上漲，其中國(guó)盾電子、凱樂科技、藍(lán)盾股份日漲幅均在5%以上，分別為7.1%、5.2%、13.7%。19日，量子通信板塊股價(jià)再次上漲，據(jù)中信證券統(tǒng)計(jì)，目前量子信息板塊的整體漲幅超過4.5%，由上個(gè)一個(gè)交易日的1084.08點(diǎn)一度升高至1151.63點(diǎn)，目前漲幅居前五的公司有科大國(guó)創(chuàng)、藍(lán)盾股份、亞光科技、國(guó)盾量子、中信國(guó)安，漲幅均超過10%。

不過，資本市場(chǎng)的熱度只是一時(shí)的，“集體學(xué)習(xí)”欲向外界傳播的更核心內(nèi)容依然是中國(guó)日益緊迫的量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)自主化的需求。在嘗到半導(dǎo)體供應(yīng)鏈被扼制的苦頭之后，編者認(rèn)為，國(guó)內(nèi)如今更應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到發(fā)展自主的量子計(jì)算生態(tài)有多么必要。誠(chéng)然，這一切也還是得從最基礎(chǔ)且核心的量子處理器開始。而在該領(lǐng)域，盡管我國(guó)科技公司相比于美國(guó)等進(jìn)入量子計(jì)算領(lǐng)域的時(shí)間較晚，在量子處理器研制和量子計(jì)算應(yīng)用方面與美國(guó)相比仍有較大差距，但得益于多方的合作模式，國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)在奮力追趕。

1、阿里巴巴

作為國(guó)內(nèi)科技領(lǐng)域的主要先行者，阿里在量子計(jì)算領(lǐng)域的布局其實(shí)在2015年就已經(jīng)正式對(duì)外公布。2015年7月30日，中國(guó)科學(xué)院宣布與阿里巴巴集團(tuán)旗下阿里云共同成立“中國(guó)科學(xué)院-阿里巴巴量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室”，開展在量子信息科學(xué)領(lǐng)域的前瞻性研究，探索超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的下一代超快計(jì)算技術(shù)。

2017年5月，該實(shí)驗(yàn)室宣布造出第一臺(tái)光量子計(jì)算機(jī)，據(jù)悉這一光量子計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)的是10量子比特。2018年5月8日，阿里巴巴達(dá)摩院量子實(shí)驗(yàn)室施堯耘團(tuán)隊(duì)宣布，成功研制出了世界最強(qiáng)的量子電路模擬器“太章”，在全球率先成功模擬了81量子比特40層的作為基準(zhǔn)的谷歌隨機(jī)量子電路，此前同樣層數(shù)的模擬器只能處理49量子比特。

除此之外，阿里旗下的“平頭哥”除了在AI芯片領(lǐng)域有所建樹之外，量子處理器芯片也是一大主攻方向。2018年9月，阿里巴巴集團(tuán)CTO、達(dá)摩院院長(zhǎng)張建鋒在杭州云棲大會(huì)就宣布，阿里達(dá)摩院很快完成量子實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，正在做量子芯片，并表示“我們希望在兩三年內(nèi)，真正做一款量子芯片出來?！背诵酒?，達(dá)摩院還要研究量子計(jì)算系統(tǒng)和應(yīng)用等。希望能和阿里的平臺(tái)融合，為人工智能系統(tǒng)提供無限的計(jì)算能力。

2、百度

與自動(dòng)駕駛領(lǐng)域以“阿波羅”系統(tǒng)化平臺(tái)切入類似，在量子處理器領(lǐng)域，百度主要也是以平臺(tái)的姿態(tài)出現(xiàn)，以成為量子計(jì)算領(lǐng)域的賦能者為主要目的。

2019年，百度發(fā)布了國(guó)際領(lǐng)先、國(guó)內(nèi)第一的云上量子脈沖系統(tǒng)“量脈”（Quanlse）。作為國(guó)內(nèi)最先研發(fā)的基于云平臺(tái)的量子脈沖計(jì)算系統(tǒng)，量脈作為連接量子軟硬件的橋梁，其性能指標(biāo)也非常優(yōu)異；2020年5月，百度飛槳發(fā)布量子機(jī)器學(xué)習(xí)開發(fā)工具“量槳”（Paddle Quantum），使百度飛槳成為了國(guó)內(nèi)首個(gè)、也是目前唯一支持量子機(jī)器學(xué)習(xí)的深度學(xué)習(xí)平臺(tái)。

今年的百度世界2020大會(huì)上，百度研究院量子計(jì)算研究所還帶來國(guó)內(nèi)首個(gè)云原生量子計(jì)算平臺(tái)“量易伏”（QUANTUM LEAF），可用于編程、模擬和運(yùn)行量子計(jì)算機(jī)，為量子基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)提供量子計(jì)算環(huán)境。量脈Quanlse、量子機(jī)器學(xué)習(xí)工具集量槳Paddle Quantum也得到了全面升級(jí)，百度量子平臺(tái)進(jìn)一步得到了完善和發(fā)展。同時(shí)，百度在積極構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的量子計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)，與學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界一道共同推進(jìn)量子計(jì)算的發(fā)展。

3、騰訊

2017年，騰訊新組建了量子實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)，旨在將基礎(chǔ)理論與快速增長(zhǎng)的量子信息技術(shù)領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用聯(lián)系起來。

騰訊的風(fēng)格主要注重理論和應(yīng)用性的交叉融合，互相促進(jìn)，主要在量子AI、化學(xué)模擬、制藥材料等方面自主投入。為了加強(qiáng)量子計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)，騰訊量子實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了Simhub云計(jì)算平臺(tái)規(guī)劃。Simhub云平臺(tái)是開發(fā)者和用戶開放交流的中心。在云平臺(tái)上，開發(fā)者提供算法和程序，可獲得用戶的直接反饋。計(jì)算用戶能提出問題，搜索解決方案，而且能與開發(fā)者實(shí)時(shí)線上合作，獲得直接技術(shù)支持。

未來，Simhub云平臺(tái)將應(yīng)用于藥物研發(fā)的云上服務(wù)、量子化學(xué)計(jì)算、分子模擬以及AI模型開發(fā)。云平臺(tái)還將推動(dòng)算法傳播，促進(jìn)科研合作，制定云端科學(xué)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，以降低科學(xué)計(jì)算上云的門檻，立足化學(xué)，建立云端的科學(xué)計(jì)算生態(tài)。這種以實(shí)用為主導(dǎo)的風(fēng)格，將貫穿始終。

4、華為

華為的行事風(fēng)格一向都十分低調(diào)，在技術(shù)研發(fā)上往往是悶聲下苦工，而后一鳴驚人。先進(jìn)的量子計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，自然也是如此。

在去年的HUAWEI CONNECT 2019上，華為發(fā)布了HUAWEI HiQ 2.0量子計(jì)算軟件解決方案，對(duì)外提供量子計(jì)算高性能模擬服務(wù)。相比于HiQ 1.0，2.0版本推出業(yè)界首個(gè)一站式量子化學(xué)應(yīng)用云服務(wù)及對(duì)應(yīng)的軟件包HiQ Fermion，并新增云端脈沖優(yōu)化設(shè)計(jì)服務(wù)及對(duì)應(yīng)的HiQ Pulse軟件包，大幅提升了量子計(jì)算模擬器的性能，拓展了量子計(jì)算編程框架的多個(gè)功能，構(gòu)建了業(yè)界領(lǐng)先的量子計(jì)算編程框架和模擬器云服務(wù)。通過華為自研的算法優(yōu)化、線路壓縮等核心技術(shù)，HiQ Fermion可實(shí)現(xiàn)量子電路參數(shù)降低80%，線路深度壓縮70%，運(yùn)行速度提高1600倍以上，并在華為云上實(shí)現(xiàn)了目前業(yè)界最大規(guī)模的VQE量子化學(xué)模擬。華為推出的HiQ量子化學(xué)模擬云服務(wù)，將助力量子計(jì)算開發(fā)者在藥物、能源、材料等領(lǐng)域拓展應(yīng)用場(chǎng)景。

而華為也開發(fā)了自主的量子芯片，通過自家的算法以及其他核心技術(shù)，讓HiQ Fermion量子電路參數(shù)降低80%，線路深度壓縮70%，運(yùn)行速度提高1600倍以上，幫助更多量子計(jì)算開發(fā)者通過華為HiQ 2.0版本在藥物、材料等領(lǐng)域取得新的成績(jī)。除了量子芯片外，實(shí)現(xiàn)量子化學(xué)等應(yīng)用還需要量子測(cè)控系統(tǒng)，而且對(duì)該系統(tǒng)的要求很高，要速度快、高精度、噪聲小。對(duì)此，華為為HiQ 2.0增加了量子芯片調(diào)控模塊HiQ Pulse，能夠優(yōu)化量子算法和脈沖庫(kù)，大幅度提升性能，并且為開發(fā)者提供最佳的調(diào)控解決方案。另外，其還在最大程度上幫助量子計(jì)算機(jī)開發(fā)者研發(fā)更高保真度的量子門操作方案，探索更多量子算法和協(xié)同量子軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

5、本源量子

在國(guó)內(nèi)量子計(jì)算產(chǎn)品領(lǐng)域，本源量子算是業(yè)務(wù)線最純正的少數(shù)玩家之一（專注量子計(jì)算）。這家成立于2017年9月的企業(yè)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)起源于中科大、中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合郭國(guó)平教授團(tuán)隊(duì)連續(xù)十年承擔(dān)的國(guó)家科技部量子芯片超級(jí)973項(xiàng)目，以量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)、推廣和應(yīng)用為核心，專注量子計(jì)算全棧開發(fā)，圍繞量子計(jì)算機(jī)的量子芯片、量子計(jì)算測(cè)控一體機(jī)、量子操作系統(tǒng)、量子軟件和量子云平臺(tái)的開發(fā)研制及量子計(jì)算教育培訓(xùn)開展業(yè)務(wù)。

在最基礎(chǔ)且核心的量子計(jì)算芯片領(lǐng)域，本源量子已經(jīng)推出了兩款實(shí)體產(chǎn)品，即夸父KF C6-130和玄微XW S2-200?？涓窴F C6-130是本源第一代超導(dǎo)六比特量子處理器，一款基于電路量子電動(dòng)力學(xué)體系構(gòu)建的6位量子比特芯片；而玄微XW S2-200則是本源量子第二代硅基自旋二比特量子芯片，特點(diǎn)是通過調(diào)節(jié)柵電極上的超快電脈沖以及微波脈沖，實(shí)現(xiàn)了硅基半導(dǎo)體自旋量子比特的單比特和兩比特普適量子邏輯門單元。

基于這兩款芯片，本源量子還開發(fā)了各類系統(tǒng)化平臺(tái)來助力市場(chǎng)應(yīng)用。比如“悟源”就是一臺(tái)能夠脫離實(shí)驗(yàn)室環(huán)境穩(wěn)定運(yùn)行的超導(dǎo)量子計(jì)算系統(tǒng)，也是國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)工程化的量子計(jì)算機(jī)。本源量子此次發(fā)布的超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺(tái)搭載6比特超導(dǎo)量子處理器夸父KF C6-130，保真度、相干時(shí)間等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，通過本源量子云平臺(tái)向用戶免費(fèi)提供基于6比特真實(shí)超導(dǎo)量子芯片的計(jì)算服務(wù)。除此之外，本源量子也已在研發(fā)下一代24比特超導(dǎo)量子芯片與量子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，預(yù)計(jì)在明年底推出60比特的悟源超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。

6、國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)

除了商業(yè)企業(yè)，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)在量子處理器領(lǐng)域也有諸多的嘗試和探索。比如2019年8月，由浙大、中科院等國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)組成的團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一款具有20個(gè)超導(dǎo)量子比特的量子芯片，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)全局糾纏，刷新固態(tài)量子器件中生成糾纏態(tài)中量子比特?cái)?shù)目的世界紀(jì)錄。這一成果也被發(fā)表在了《科學(xué)》雜志上。

這款超導(dǎo)量子比特芯片的大小約為1平方厘米，20個(gè)量子比特均勻分布于中心諧振腔的四周，內(nèi)部所有的量子比特都能與周圍的同類進(jìn)行溝通，最終實(shí)現(xiàn)全局糾纏，這種方案是研究團(tuán)隊(duì)的第四套完成方案。

去年12月，南京先揚(yáng)劍量子計(jì)算機(jī)研究院創(chuàng)始人于揚(yáng)教授也公布了在量子芯片領(lǐng)域的最新進(jìn)展，他表示：“目前我們可以加工20幾個(gè)比特的量子芯片，處在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的一線上，但依舊有技術(shù)上需要攻克的諸多問題，未來如果發(fā)展良好，大家會(huì)向著百位級(jí)的量子芯片制造工藝走去。”

而目前，首要的工作還是需要把硬件做好，把平臺(tái)搭好，把自己做好。畢竟，量子計(jì)算的應(yīng)用并非一家公司決定，而是由整個(gè)行業(yè)突破來共同帶動(dòng)才能有所發(fā)展。

小結(jié)：

總之，可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)雖然在量子技術(shù)領(lǐng)域的呼聲洪亮，但實(shí)質(zhì)上還是非常缺乏真正有商用產(chǎn)品和技術(shù)能力的企業(yè)，相比歐美等西方國(guó)家的巨頭林立而言，差距明顯。畢竟，西方國(guó)家在產(chǎn)、學(xué)、研的合作上相較于我國(guó)有明顯的優(yōu)勢(shì)，一方面是本身的合作模式，其次還有一些政策方面的影響。

但值得一提的是，近年來中國(guó)明顯在改善，此次最高決策層的重點(diǎn)關(guān)注就已經(jīng)佐證了政策上是非常鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)企業(yè)涉足量子計(jì)算領(lǐng)域的，另外，在企業(yè)方面，比如阿里，騰訊以及華為都在與高校合作推進(jìn)，但要達(dá)到緊密合作，還需要多方自發(fā)合作，才能在未來競(jìng)爭(zhēng)中做到1+1遠(yuǎn)大于2的助力作用。
責(zé)任編輯：YYX