在此基础上,李海欧等人进一步优化器件性能,在耦合强度高度可调的双量子点中完成自旋量子比特的泡利自旋阻塞读取,观测到多能级的电偶极自旋共振谱。通过调节和选择共振谱中所展示的不同自旋翻转模式,实现了自旋翻转速率超过540兆赫的自旋量子比特超快 *** 控。
据悉,研究人员通过建模分析,揭示了超快自旋量子比特 *** 控速率的主要贡献来自于该体系的强自旋轨道耦合效应。研究结果表明,硅基锗空穴自旋量子比特是实现全电控量子比特 *** 控与扩展的重要候选体系,为实现硅基半导体量子计算奠定重要研究基础。
量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息、运行的是量子算法时,它就是量子计算机。现在或许还无法准确预测“量子计算机时代”何时到来,但在科学家看来,已经没有什么原理性的困难可以阻挡这种革命性、颠覆性产品的诞生。
量子计算机研制(图片来源于网络)
以半导体芯片为核心的计算机的发明成就了现代信息技术产业(硬件、软件、网络、通信等)的高速发展,深刻改变了人类的社会活动形式,甚至是国防安全和国家核心竞争力。半导体集成电路芯片几十年以来一直沿着“摩尔定律”发展,单位芯片上晶体管数目越来越多,集成度越来越高。
截止到目前,集成电路芯片制造工艺处于14&10nm技术代量产阶段,更小尺寸的技术代(7nm和5nm)处于研发阶段。在可预见的未来将达到控制电子的物理极限,当单个晶体管缩小到只能容纳一个或几个电子时,就会出现单电子晶体管(量子点),量子隧穿效应将不可避免的影响电子元器件的正常工作。尽管科研人员正在努力通过各种手段进一步延续晶体管的制程尺寸并同时开发多核芯片技术,但相关技术只能在有限范围内优化传统芯片性能,无法阻止“摩尔定律”必将被打破的历史趋势。
集成电路芯片(图片来源于网络)
当现代计算机芯片在经典物理领域内无法进一步提升结构性能时,可以研究探索有别于当前计算机架构的新型结构和多核芯片,或者研究量子力学规律开发量子计算。新型结构需要抛弃当前计算机所遵循的冯·诺依曼架构,而量子计算则需要改变现有半导体芯片的基本结构,利用量子叠加和量子纠缠来实现逻辑运算。国际半导体技术发展路线图认为多核芯片等技术只能短期延续摩尔定律,中长期必然要发展以量子物理为基础的量子计算等颠覆性、革命性新型器件来超越摩尔定律,信息的量子化趋势将不可避免。量子计算是芯片尺寸突破经典物理极限的必然产物,是后摩尔时代具有标志性的技术。
对于现代计算机而言,通过控制晶体管电压的高低电平,从而决定一个数据到底是“1”还是“0”,采用“1”或“0”的二进制数据模式,俗称经典比特,其在工作时将所有数据排列为一个比特序列,对其进行串行处理。而量子计算机使用的是量子比特,量子计算机能秒杀传统计算机得益于两个独特的量子效应:量子叠加和量子纠缠。量子叠加能够让一个量子比特同时具备0和1的两种状态,量子纠缠能让一个量子比特与空间上独立的其他量子比特共享自身状态,创造出一种超级叠加,实现量子并行计算,其计算能力可随着量子比特位数的增加呈指数增长。理论上,拥有50个量子比特的量子计算机性能就能超过目前世界上最先进的超级计算机“天河二号”,拥有300个量子比特的量子计算机就能支持比宇宙中原子数量更多的并行计算,量子计算机能够将某些经典计算机需要数万年来处理的复杂问题的运行时间缩短至几秒钟。这一特性让量子计算机拥有超强的计算能力,为密码分析、气象预报、石油勘探、药物设计等所需的大规模计算难题提供了解决方案,并可揭示高温超导、量子霍尔效应等复杂物理机制,为先进材料制造和新能源开发等奠定科学基础。
量子计算机工作原理(图片来源于网络)
此外,量子计算的信息处理过程是幺正变换,幺正变换的可逆性使得量子信息处理过程中的能耗较低,能够从原理上解决现代信息处理的另一个关键技术--高能耗的问题。因此,量子计算技术是后摩尔时代的必然产物。
量子计算技术不仅能克服现代半导体工艺因为尺寸减小而引起的热耗效应,还能利用量子效应实现功能强大的并行计算,极大地提高计算速度和信息处理能力。规模化通用量子计算机的诞生将极大地满足现代信息的需求,在海量信息处理、重大科学问题研究等方面产生巨大影响,甚至对国家的国际地位、经济发展、科技进步、国防军事和信息安全等领域发挥关键性作用。
(一)国家影响力
信息是当今世界最为重要的战略资源,计算机技术是现代信息技术的核心,信息处理能力是信息时代的基本生产力,是国家的核心竞争力,体现国家综合实力的重要标志。二战结束以来,美国一直占据超级计算机研发的尖端,最初主要用于计算导dd道以及核武器模拟计算等军事活动当中,后来逐步应用到科研、产品研发、金融等各个领域。随后,计算机和互联网技术在美国迅速发展壮大,并在世界范围内扩展和加速全球化进程,美国在此过程中积累了其强大的国际影响力。量子计算科技革命给了我国一个从经典信息技术时代的跟踪者、模仿者转变为未来信息技术的引领者的、不可错过的伟大机遇。量子计算技术是一种颠覆性技术,关系到一个国家未来发展的基础计算能力,一旦形成突破,会使掌握这种能力的国家迅速建立起全方位战略优势,引领量子信息时代的国际发展。
(图片来源于网络)
(二)经济影响力
量子计算机能克服现代计算机发展所遇到的能耗和量子效应问题,从而摆脱半导体行业面临的摩尔定律失效的困境,同时突破经典极限,利用量子加速、并行特性解决经典计算机难以处理的相关问题。作为现代计算机的颠覆者,未来量子计算机会像经典计算机一样形成庞大的技术产业链,在国民经济生活中产生重大影响。其突破必将为信息和材料等科学技术的发展开辟广阔的空间,成为后摩尔时代和后化石能源时代人类生活的技术依托。量子计算机的研制必将带动包括材料,信息,技术,能源等一大批产业的飞跃式发展。量子计算机强大的并行计算和模拟能力,将为密码分析、气象预报、石油勘探、药物设计等所需的大规模计算难题提供了解决方案,从而为提高国家整体经济竞争力创造条件。
量子计算与气象预报(图片来源于网络)
(三)科技影响力
过去50年以来,半导体及信息行业的技术发展经历过数次突破,从处理器的运算速度到存储器容量,再到网络带宽,每一次突破之后都能带来巨大的社会进步。目前,海量数据处理已成为急需攻克的壁垒。当前计算机处理海量数据的能力非常薄弱,传统计算机已经远远无法满足信息量爆炸式增长的需求,迫切需要从原理上突破超大信息容量和超快运算速度的瓶颈,而量子计算机正好能有效满足这一需求。量子计算机在科学研究领域具有广泛应用前景。学术界认为,在量子计算机达到大规模应用的比特数之前,将首先用于对量子体系的模拟。量子计算机利用其特殊的量子力学原理,将为强关联等物理学提供完美的检验平台。同时量子计算对于生物制药、机器学习、人工智能领域将产生深远影响,并对提高国家科技影响力起到积极作用。
人工智能(图片来源于网络)
(四)军事影响力
量子物理与计算科学第一次大规模结合的直接原因就是研制核心武器的需求。在计算技术的发展历程中,军事应用价值始终是其重要推动力之一。量子计算机的强大功能应用到国防建设时,其强大的运算、搜索、处理能力,将为未来武器研发提供计算、模拟平台,缩短研发周期,提高武器研发效率。还将在未来战场上破译加密密文,为及时高效准确的情报和战况分析提供技术支撑,提升作战能力,同时在战场计划、组织决策、后勤保障等方面发挥巨大作用,甚至有可能改变未来战争的形态,掌握其核心技术能够极大地增强国防综合实力。
量子物理与军事(图片来源于网络)
(五)国家信息安全
量子计算机最受关注的重要应用之一是破译现代密码体系。理论研究表明,目前使用的RSA公开密钥体系在量子计算机面前将不堪一击。构建于基于经典保密系统之上的安全体系将变得无秘可言。此外,量子计算对于信息安全的威胁还具有前溯性,如果现在的通信网络流量遭到窃听并被存储下来,未来潜在的对手利用量子计算能力,就能对这些通常加密的信息进行破解,从而在多年以后将威胁范围追溯到当前。量子计算机的研制已经成为国际社会关注的焦点,其对国家安全体系的重大意义不言而喻。
量子计算机纵然有无比强大的颠覆性功能,然而通用量子计算机的研制过程是相当复杂的。研制量子计算机的关键在于量子比特的制备。量子比特非常脆弱,外界任何微弱的环境变化都可能对其造成破坏性影响。因此,量子计算机的核心部件通常处于比太空更加寒冷的密封极低温环境中,防止受到其他环境因素的干扰。量子比特的制备方式存在多种方案,经过近二十年的发展,国际主流研究集中到了超导量子比特、半导体量子点、囚禁离子、钻石空位和拓扑量子比特等。
由于量子计算对于国家安全及经济发展的巨大影响,世界各国政府持续高强度资助量子计算机的研制。毫无疑问,美国在量子计算机研制上是国际最领先的,并且有着完整的布局。虽然量子计算研究的进展低于十年前的预期,但还是让人们看到了突破可集成化量子计算机技术瓶颈的希望。特别当量子比特的保真度突破了容错量子计算的阈值,使得一些基本量子算法得到演示。这些巨大的成就吸引了一些国际商业机构和政府部门的极大关注。
(图片来源于网络)
量子计算机研制已经进入一个十分关键的时刻,国际上超大计算机、信息企业都投入巨大人力、物力来研制量子计算机。主要包括:2012年微软研究院(美国)成立了量子体系结构与计算研究组,主要的目标是实现量子计算机软件体系结构, 包括量子程序设计语言及编译系统。2013年谷歌公司与美国国家航空航天局(NASA)联合成立了量子人工智能实验室,研究如何将量子计算机应用于大数据分析与机器学习。2014年9月2日谷歌宣布美国UCSB大学的 Martinis教授研究组加入谷歌公司研发量子计算机处理器。2014年 IBM宣布耗资30亿美元研发下一代芯片(五年计划),主要是量子计算与神经计算。2015年世界最大的芯片制造商Intel公司宣布投入巨资与荷兰代尔夫特理工大学合作研发基于硅量子点的量子计算机,并于近日开发出了将量子计算机需要的超纯硅附着在传统微电子工业标准晶圆上的技术,以期抢占半导体量子计算机研制的制高点。2015年5月,全球最大的国防工业企业洛克希德.马丁(Lockheed Martin)与马里兰大学合作研发集成量子计算平台。2016年5月4日IBM公司发布了5个量子比特的量子计算云服务。2016年8月4日马里兰大学与美国国家标准与技术研究院(NIST)发布5个量子比特的可编程量子计算机。美、日、欧等发达国家在前期已经投入大量研发资金之后,2016年4月欧盟又宣布于2018年启动总额10亿欧元的量子技术项目,促进包括通用量子计算机等在内的多项量子技术的发展。同月,澳大利亚政府宣布在澳大利亚量子计算与通信技术中心成立量子计算实验室,进一步集中对半导体硅基量子芯片等研究加大投入,以期抢占半导体量子计算的制高点。
我国政府也很重视量子信息技术的发展,在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中将“量子调控研究”列为四个重大科学研究计划之一,给予量子信息技术稳定的研究支持,做出了一系列创新性研究成果,在某些方面已经处于国际领先地位,特别是基于量子物理的新型量子保密通信技术已逐步迈向实用化产业化。
然而实用化量子计算机的研制是一个系统工程,既要以量子物理为基础进行量子计算模型的原理性创新,又要从材料体系,结构工艺,系统构架和软件控制等工程技术创新和积累,我国在现代工艺技术上的基础薄弱,在核心电子器件、高端通用芯片、基础软件、极大规模集成电路制造装备等长期落后,也导致我国量子计算的研究大都局限于原理验证性和演示性层面,缺乏系统深入的实验平台和以实用化量子计算机为目标的研究队伍。特别是在可扩展的固态量子比特研究体系上,国内只有中国科学技术大学、南京大学、清华大学、浙江大学和中国科学院物理研究所等少数单位开展相关研究。虽然经过近几年不懈努力,我们在半导体量子点和超导量子比特研究中取得了一系列重大突破,在某些方面达到了世界一流水平,但是与国际领先水平还有差距,特别是在人力和物力方面的投入与欧美国家相比还远远不足。
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量子计算机的研制需要物理、材料、信息和计算机科学等多学科的紧密协调和结合,从而实现从大规模器件的制备向微电子工程方面迈进。通用量子计算机的研制还有很长的路需要走,量子计算机的研制将伴随着经典计算的发展一起前进,相信随着量子比特的保真度达到容错量子计算的阈值,量子计算机的研究已经从实验室阶段向工程技术化阶段迈进,越来越多的研究单位和大型公司企业将进入,从而加速可实用化通用量子计算机研制的进程。从先进的发展模式而言,各大公司与研究机构合作研制量子计算机是集科研机构、公司、政府部门等于一体的研发模式,这可能是未来推进量子计算机研制的一种有效模式。
出品:科普中国
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智东西(公众号:zhidxcom)
文| 温淑
最近,中国量子计算第一创企 合肥本源量子计算 科技 有限责任公司捷报频传。就在两星期前的9月12日, 本源量子迈进公司成立第四个周年,同时重磅发布了全国首个超导量子计算云平台 。
利用超导量子计算云平台,用户可以借助手中的终端设备编写程序,远程使用量子计算机的算力, 标志着本源量子距离实现“推动中国量子计算事业产业化发展”的目标更近了一步 。
超导量子计算云平台发布会结束后,智东西与本源量子副总裁、核心管理团队成员张辉取得联系并进行了深度对话,听他讲述本源量子背后的成长故事。
本源量子副总裁、行政与人力资源总监-张辉
在原定采访时间到来后稍许,张辉在视频会议软件的另一边坐定。他边摘下口罩边连连表示歉意:“实在是不好意思,公司最近太忙了。”
对于本源量子来说,2020年有别样的意义。这一年,公司迈进第四个周年,团队规模攀升到接近100人;产品上,除了最近全国首发的超导量子计算云平台,今年12月还将把半导体体系的量子计算机“悟本”接入云平台;接下来的10月份,公司将进行价值三亿人民币的A轮融资,另外,本源量子计划在明年完成五至六个亿人民币的B轮融资。
尽管如此,在张辉的脸上很难看到疲惫。“最近我们技术和业务方面都非常忙碌,(因为)我们技术上突进得很快。”他说。
脱胎于中科院量子信息重点实验室,本源量子成立时间刚满三年,但已经成为我国量子计算领域的领军企业。张辉自己,不仅是中科院量子信息重点实验室的博士毕业生,而且本科、硕士阶段都就读于中科大。
但实际上,从2008年博士毕业,到2019年正式加入本源量子之间这十余年的时间里,张辉并未直接从事量子计算相关的工作。
在张辉看来,本源量子的成立,意义不只是中国量子计算商业化迈出第一步,还是他自己与量子计算的一场“久别重逢”;本源量子今天的成绩,除了是中国量子计算商业化发展的一个缩影,也是张辉本硕博9年学子生涯的回响。此外张辉称,除了他自己以外,还有不少“师兄弟”都聚集在本源量子。
这家成立仅三年的创企,到底有什么吸引力?今天,智东西与你一起,走进张辉与量子计算阔别和重逢背后的故事,解读这家成立刚满三年的创企,是怎样承载着几代人对量子计算的愿景坚毅前行。
把目光转回2008,张辉从中科院量子信息重点实验室博士毕业那一年。放眼望去,整个大陆没有一家量子计算企业。张辉说:“我们这些早期的毕业生,除了极个别的留在实验室继续做科研,其他人基本毕业就失业了。”
相比当时中国的商用量子计算领域的一片空白,欧美的玩家已经开始布局这个有着巨大潜力的新兴领域。比如,2006年,谷歌就搭建了量子AI团队,开始对量子计算机的 探索 ;另一量子计算巨头IBM的的研究更是可以追溯到上世纪90年代,1998年,IBM研究人员Issac Chuang等人利用氯仿核磁共振实现了两个量子数据位的量子搜索实验,成为量子计算的第一个演示实例。
“量子计算”之所以受到国际 科技 巨头的青睐,是因为其强大的并行运算能力。
量子计算是指遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。从原理上来说,经典计算通过控制晶体管电压的高低电平,从而决定一个数据是“1”还是“0”,对应的是经典比特。而量子计算机使用的量子比特,能够同时具备0和1的两种状态。
理论上,拥有 50 个量子比特的量子计算机性能就能超过目前世界上最先进的超级计算机 “ 天河二号 ” 。
2008年,国际上量子计算领域的兴起初现苗头,张辉却一脚踏进“毕业即失业”学生的队伍。他说:“当时在量子计算这方面,也不是没有继续做研究深造的机会,但是我想接触 社会 上的东西。”
毕业后,张辉回到老家上海,放下“量子计算高材生”的光环,开始从零到一地接触金融服务投资、园区招商、智慧生鲜等领域。张辉不无幽默地说:“(当时)做过的行业很多了,反正经过科大9年的培养,我们这些理科生学东西还是很快的。”
就这样,博士毕业后的张辉,进入了上海的一个园区招商部门。张辉坦承,当时曾想到自己可能还是会回到量子计算的领域,但他没想到的是,这场回归是在近乎10年之后,更没想到自己曾挥洒青春的实验室团队直接成立了公司。
就在张辉在商业领域摸爬滚打的同时。另一边,2013、2014年左右,中科院量子信息重点实验室的领军人物、也是我国量子计算领域第一梯队的一线研究者郭光灿院士、郭国平教授敏锐地意识到,中国的量子计算与国外的差距已经开始显现。
究其原因,一方面,国外 科技 巨头推动量子计算工程化的时间较早,2011年,加拿大的D-Wave系统公司就发布了“全球第一款商用型量子计算机”;而在那时的中国,量子计算仍旧是实验室中的项目。另一方面,中国的科研体制决定了,大多数像张辉一样的量子计算人才毕业后就面临着转行和做科研“二选一”的情形,科研成果难以传承。
就像张辉描述的:“‘前浪’做了五六年研究就毕业了,‘后浪’又要从头再来,所以那时候 我们实验室的工艺技术就一直停留在五六年的水平 ;但是谷歌、IBM就可以直接吸纳实验室的人才,让他们毕业后继续研究,所以 他们在人才和工艺技术方面已经积淀了 10 年以上的时间 。”
为了让中国不至于在量子计算的赛道上缺席,郭光灿院士、郭国平教授开始寻找解法。最初,他们希望由国内领先的 科技 企业来挑起大梁。2015年,郭光灿院士、郭国平教授接触了一些国内领先的 科技 企业。但遗憾的是,这些企业普遍认为量子计算的时代要到10年、20年后才会到来,无一愿意在2015年做出行动。
左二-郭光灿院士;左三-郭国平教授
寻找企业支持受阻,两位教授推进量子计算产业化的计划一度搁置,直到2017年,事情才出现转机。在一次党校学习的机会中,郭国平教授偶然结识了合肥高新建设投资集团董事长蔡霞和哈工大机器人集团董事长王飞。从郭教授的讲述中,两位投资人意识到了量子计算产业的巨大潜力以及中国量子计算产业化基础的贫弱。最终,这两位投资人为本源量子作出了两亿人民币的估值,并在种子轮为本源量子投资了3000万人民币。
但是,对于郭光灿院士和郭国平教授来说,打通了资金的障碍还远远不够——两位教授深耕技术多年,并不擅长企业运营,而从 社会 招聘渠道接触到的职业经理人又缺乏对量子计算领域的认知。
但好在,这正为在商业运营和投资领域打拼了近十年的张辉提供了用武之地。
2017年九月份,郭光灿院士和郭国平教授找到了张辉。当时的本源量子刚刚起步,内部管理工作尚不复杂,但外部对接融资等事宜较多。就这样, 张辉先以本源量子“编外人员”的身份,帮助本源量子对接外部资源。
到了2019年上半年,本源量子团队日益壮大,迫切需要更加专业化的运营管理。在这时,张辉主动提出想要正式成为本源量子的一员。
张辉说:“当时郭老师担心把我们这些已经相对稳定的学生叫回去创业,开不了高工资又背井离乡。但对我来说,本源的梦想是我的梦想,比做任何一份事业都有意义和价值,我要选一份可以余生倾尽全力去拼搏的事业,量子计算是不二的选择,也是我们国家最需要我们的地方。”
2019年6月份,张辉正式入职本源量子。他提到,除了自己以外,许多中科院量子信息重点实验室的早期毕业生都陆陆续续回到了这个领域。
“我们几个年长一点的师兄,在 社会 上有一些阅历和资源,我需要为本源量子贡献的是做好支撑的工作。我们都是在为了国家的量子计算事业而努力,从我的角度来说,我们(不论深耕技术还是商业运营)做的是一件事情。”他说。
2017年9月11日,本源量子正式成立,成为中国量子计算领域的第一家创企。至今,本源量子已经迈进第四个年头。
在过去的三年里,本源量子的进展不可谓不迅速。就像张辉说的,本源量子不仅要为中国的量子计算保留和培育人才,更要“死死咬住”国际量子计算领域的第一梯队。
从人才规模来看 ,本源量子的人才队伍从2017年的十几人、2018年的二三十人,攀升到2019年的五六十人。张辉称,目前,本源量子的规模即将突破百人,预计到2021年将达到150 200人。另外,在本源量子团队中,研发人员占比超过75%。
本源量子量子芯片部工作人员在微纳加工室内
本源量子的规模不断壮大也让张辉感到自豪。近些年来,国内的 科技 企业开始把目光投向量子计算。仅2018年一年,百度成立了量子计算研究所、腾讯成立了量子实验室、华为聘来南方 科技 大学物理系教授翁文康担任量子计算软件与算法首席科学家。
张辉说:“相比较来说,这些企业资金比我们充足,但本源量子在量子计算人才上占据着优势。”
从推出产品的步伐来看 ,经过约两年的攻关,本源量子已经研发出 分别基于半导体和超导两种技术路径的量子计算机原型机 “ 悟本 ” 和 “ 悟源 ” ,2019年8月6日,这两款原型机落地于合肥高新区内的本源量子计算体验中心,这也是 国内首家量子计算教育科普基地 。
“悟源”量子计算机线路细节
就像传统计算机的核心部件是CPU,量子计算机的核心部件则是量子芯片(qCPU)。由于量子计算体系尚处于初级阶段,各国研究者正从已知的多种能产生量子效应的物理体系入手,试图找到打造量子芯片的“最优解”。
目前,量子芯片的物理制备体系有超导量子体系、离子阱体系、半导体量子点体系、光量子计算机体系、中性原子体系、拓扑量子体系等。其中,超导量子体系和半导体量子点体系是较为成熟的两种技术路径,也是本源量子深耕的两条跑道。
张辉说:“其实在中科院的实验室里,研究量子计算的人才并不是仅聚焦于超导和半导体这两条路径,做光学体系的、做离子阱的都有,只是我们把做超导、半导体体系研究的这部分孵化成立了公司。”
在量子计算领域,超导量子体系、半导体量子点体系在工艺制程、 *** 控等方面具备一定的关联度,被统称为固态电学器件。张辉称:“我们认为,在一定程度上,选择的这两条路径可以互相补充和促进。”
目前,半导体体系的“悟本”量子计算机原型机搭载的是代号“玄微”的第二代硅基自旋二比特量子芯片;超导体系的“悟源”量子计算机搭载的是代号“夸父”的六比特超导量子处理器。
夸父芯片实拍图
值得一提的是,本源量子研发的量子计算机,从EDA软件到封装测试,全部都具有自主知识产权。张辉说:“我们的玄微和夸父芯片,从怎么设计、怎么长晶、芯片怎么封测,全是本源量子从0到1去构建的。”
今年 9 月 12 日,本源量子发布了我国首个超导量子计算云平台 ——接入“悟源”超导量子计算机,标志着我国距离量子计算的商用化再进了一步。
量子芯片与经典芯片的一大不同,在于量子芯片需要在接近绝对零度的极低温条件下工作。也就是说,一台量子计算机不仅需要搭载量子芯片和量子测控系统,还需配备制冷系统。这导致现有量子计算机的体型巨大,也成为量子计算机短时间内难以“飞入寻常百姓家”的一个原因。
制冷机内部
以“悟本”、“悟源”为例,这两台量子计算机原型机,占据了一个长、宽、高分别为12米、8米、4米的实验室。
而通过云平台,用户可以借助手中的电脑、手机、平板等设备进行编程,“远程”借助量子计算机的算力运行程序。
我们得知,今年12月,半导体体系的“悟本”量子计算机也将接入本源的量子计算云平台。
尽管本源量子进展神速,但张辉预计,面对量子计算这块大国“必争之地”,中国与美国,已经拉开了4 5年的差距。
而在这背后,是人才、资金、基础教育、制造等方面的不足。
谈到人才,张辉直言“非常缺”、“特别缺” 。“我们作为一个创业团队,三年时间达到100人的规模,已经可以说是比较大的体量了。但是实际上我们(的人才数量)远远不够,我们非常缺人!另外我们要咬住国际量子计算的第一梯队,人才质量也要不断的优化和调整,所以人才这块可以说是特别缺!”他说。
在张辉对于人才的焦虑背后,是中外量子计算人才规模的差距。张辉分享了一组2018年的数据:当时美国白宫统计,全球一线做量子计算的人才不超过1000人,而中国的相关人才数量不到100人。张辉苦笑:“你可以想到了,这不到一百人可能有一半在中科院,剩下的在北大清华南大浙大等等。我们只有几十人能干这个事,在那个时间点美国可能占了这个人数的一半以上吧。”
另外,目前中国的教育体系中,本科并没有开设明确面向“量子计算”的学科。因此,本源量子采取了吸纳“1/2人才”的策略,以保证人才的增速。张辉解释道:“就是我们招一些学计算机的人才,来教他们物理学;或者我们招一些物理学的人才,来教他们计算机。这样他们一边跑,我们一边带着学。”
这种“教育”的基因也成为本源量子的特色。我们得知,除了2019年在合肥落成的量子计算科普教育中心,本源量子还有专门的教育和宣传部门。
教育方面,2019年三月,本源量子教育云平台上线,同年九月,本源量子发布了国内第一部专业的量子计算与编程教材《量子计算与编程入门》。
本源量子编写的量子计算专业教材
宣传方面,本源量子成立了一个四五人规模的宣传部门,日常会完成和分享漫画、短视频形态的科普作品,帮助大众加深对量子计算的认知。
本源量子官网上的宣传漫画
采访中,我请张辉用一个比喻描述一下量子计算。他说:“如果去对照经典计算的发展 历史 来说,现在量子计算机就相当于处于电子管时代的经典计算机,连晶体管时代都还没到。”
在量子计算尚处于初期的背景下,要在习惯于接受经典信息的大众脑海中构建起量子物理的世界,势必任重道远。
但张辉强调,培育量子计算人才是本源量子的初心。张辉说:“就像本源量子两位创始人说过的,我们做好了成为先烈的准备。就算有一天本源量子不在了,但是本源量子培养出来的人都还在!”
从2008年到2020年,时间的齿轮转动过12年,张辉兜兜转转,终于回到了“量子计算”这个出发点。在张辉这朵奔流向海的“浪花“背后,国内量子计算产业环境亦发生了变化。
2017年,“十三五”国家基础研究专项规划,正式将量子计算机列为“十三五”器件中,“事关我国未来发展的重大 科技 战略任务”的首位。同年,“十三五” 科技 军民融合发展专项规划中提到,要推动包括量子计算在内的新一轮军民融合重大 科技 项目论证与实施。
另外,相比2008年量子计算“一片空白”的情况。目前,在企业征信平台“企查查”上搜索“量子计算”关键词,搜索结果显示,共有717家符合条件的企业。
在中国的量子计算的浪潮中,本源量子以及涌现出的各类企业,既引领着“浪潮”向前奔涌,也在“浪潮”中不断成长、成熟;国家、科研工作者、 社会 各界对国产化重要性认识的提升,共同推进着量子计算、5G、人工智能等每个新兴技术领域的发展。
这一次,面对各类有望带来 社会 根本变革的各类新技术,中国将不会像当初错过经典计算的风口那样,再一次缺席。
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