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北京日報客戶端 | 記者 劉蘇雅

點點鼠標，就能在云端體驗量子計算機的極速運算過程。5月25日，在2023中關(guān)村論壇開幕式上，北京量子信息科學研究院發(fā)布了新一代量子計算云平臺，并將其命名為“量子未來-QUAFU”。利用這一平臺，科研人員可以在云端開展研究工作，完成復雜的計算任務，大眾也能親身體驗微秒級的量子計算速度，還可以嘗試編寫“量子軟件”。

僅有指甲蓋大小、通體黑色，超導量子芯片的外觀和目前常見的半導體芯片沒有分別。不過，常溫下超導量子芯片并不能工作，將它放入稀釋制冷機，在10毫開爾文的極低溫下，藏在芯片里的量子比特便“活”了過來。

(資料圖)

“薛定諤的貓”是最著名的量子力學思想實驗，具備“既生又死”的疊加態(tài)特點，量子比特正是利用疊加效應驅(qū)動超導量子芯片工作。“經(jīng)典的計算機使用的是二進制，0和1的指令就像球的兩極，其狀態(tài)是兩個確定的點。但量子比特則處在0和1的疊加態(tài)，可表示的狀態(tài)覆蓋了整個球體表面，我們可以通過‘經(jīng)緯度’信息來描述它的狀態(tài)。”北京量子信息科學研究院兼聘研究員、中科院物理研究所研究員范桁解釋道，由點到面，意味著芯片的算力大大增強。

不過，獨立的量子芯片所能發(fā)揮的能力終究有限。北京量子信息科學研究院、中科院物理研究所和清華大學共同研發(fā)的新一代量子計算云平臺，讓空間距離50公里之遙的三枚超導量子芯片在“云”上相聚，從單機變?yōu)槁?lián)網(wǎng)。該成果讓量子算力實現(xiàn)了連接、整合，隨著相關(guān)的電子器件完成配套，便搭建起從底層硬件到操作系統(tǒng)均完備的量子計算機。用戶接入云端，即可享受量子計算機提供的服務。

這三枚量子芯片分別擁有136個、18個和10個量子比特。那么在使用中，量子比特是不是多多益善呢？長遠來看，比特數(shù)越多，算力就越強，但在現(xiàn)階段則利弊兼有。“量子計算是會出錯的，而且錯誤率并不低。”范桁先講起了量子計算的“缺點”，正因量子計算的準確度達不到100%，芯片中的量子比特越多，算力雖然越強，但計算誤差也會隨之增大。“所以目前平臺提供了三個選項，136個量子比特適合計算復雜的問題，但平均精度不算最好，10個量子比特算得較慢但精度高，用戶可按需選擇。”

我們?yōu)槭裁匆煲慌_會算錯的計算機？“要算加減法，量子計算機的能力未必比經(jīng)典計算機強，但當我們面臨極為復雜的特殊計算問題時，量子計算機的運行速度能提升成百上千倍，乃至萬倍以上，讓計算上的不可能變?yōu)榭赡堋！狈惰煺f。

目前，該量子計算云平臺在平臺規(guī)模、單量子比特數(shù)量等指標上，均處于國際第一方陣，并能實現(xiàn)18量子比特的全局糾纏，計算精度為世界前沿水平。

自去年11月起，該平臺已面向國內(nèi)外用戶開放測試，有2000余人注冊使用。目前，平臺已運行量子計算任務超過50萬次，期間始終保持穩(wěn)定高效。在該平臺上，用戶可以根據(jù)自己的需求編寫程序，其不僅兼容了國際通用的開放量子匯編語言標準，還提供了圖形界面，只需要動動鼠標就能便捷編程。一些國內(nèi)研究團隊已經(jīng)在利用該量子計算云平臺遠程調(diào)用量子芯片，構(gòu)建各自的科研、應用軟件，量子計算的生態(tài)建設(shè)逐步展開。

未來，量子計算將不再只屬于科研人員，其強大的算力能優(yōu)化很多日常生活問題。范桁以物流行業(yè)舉例，每天有上千萬件快遞在北京的大街小巷流轉(zhuǎn)，如何實現(xiàn)更省時省力地送達，這需要巨大的算力，而量子計算機能很好地完成這項任務。

“量子計算的生態(tài)需要基于云平臺建設(shè)，因此云平臺的發(fā)展越早越好。”范桁說，量子計算云平臺的發(fā)展要搶占先機，并長期迭代，讓平臺與用戶共同成長。“我國在傳統(tǒng)計算機領(lǐng)域錯過了發(fā)展黃金期，但量子計算機帶來了新的機遇，這是一項變革性的技術(shù)，也是我們不能輸?shù)囊粓龈偁帯！?/p>

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