量子芯片的中国半导体量子芯片研究

中科院量子信息重点实验室教授郭国平、肖明与合作者成功实现了半导体量子点体系的两个电荷量子比特的控制非逻辑门，成果于7月17日发表在《自然—通讯》上 。中科院量子信息重点实验室郭国平教授半导体量子芯片研究组及其合作者又破世界纪录，通过实验成功实现世界上最快速量子逻辑门 *** 作，取得半导体量子芯片研究的重要突破。

传统砷化镓半导体量子点量子比特研究

半导体量子点由于其良好的扩展性和集成性是实现固态量子计算的最有力候选者。由单电子在双量子点中的左右量子点的占据态编码的电荷量子比特有众多的优越性，成为量子计算研究最热门的研究方向。首先，电荷量子比特门 *** 作速度可以较大范围的调节，达到GHz的频率；其次，电荷量子比特的制备、 *** 控和读取可以用全电学 *** 控来完成；最后，电子电荷自由度作为量子比特可以与现有信息处理技术兼容，并且可以利用先进的半导体工艺技术完成大面积的扩展和集成。一个单量子比特逻辑门 *** 控和一个两量子比特受控非门可以组合任意一个普适量子逻辑门 *** 控，而实现普适量子逻辑门 *** 控是实现量子信息处理过程的最关键技术。国际上主要有美国哈佛大学、威斯康星大学等集中在电子电荷量子比特的量子计算研究，我们研究团队在2013年成功实现了半导体超快普适单比特量子逻辑门（Nat. Commun. 4:1401 (2013)，经过两年的摸索和积累，研究组在2015年成功实现两个电荷量子比特的控制非门，其 *** 控最短在200皮秒以内完成。相对于国际上目前电子自旋两量子比特的最高水平，新的半导体两量子比特的 *** 控速度提高了数百倍。单比特和两比特的量子逻辑门的完成，表明量子计算所需的所有基本量子逻辑门都可以在半导体上通过全电控制方式实现。这种方式具有 *** 控方便、速度超快、可集成化、并兼容传统半导体电子技术等重要优点，是进一步研制实用化半导体量子计算的坚实基础。

图示为单量子比特 *** 控和两量子比特 *** 控实验样品和实验测量图。

新型非掺杂砷化镓和硅锗异质结量子比特的制备和 *** 控研究

传统的砷化镓量子点是基于掺杂的砷化镓铝异质结中的二维电子气上形成的。由于掺杂不可避免的削弱电子电荷和自旋的稳定性，从而增加了量子比特受到掺杂电子电荷噪声的影响，缩短了量子比特的弛豫时间，加快了量子比特的的退相干过程。以解决上述问题为目标，分别采用非掺杂GaAs和SiGe异质结进行新型双层结构量子点器件的设计和制备，减小电荷噪声的影响，排除核自旋的影响，延长量子比特的退相干时间，实现单电子电荷和自旋量子比特的制备、测量和 *** 控。新型量子点器件是继承传统量子点器件可集成性等优势的同时，又具有高迁移率、强稳定性的增强型量子点研究体系，是实现多量子比特耦合的基础。基于非掺杂砷化镓异质结的电荷量子比特和基于非掺杂SiGe异质结的电子自旋量子比特研究都是相关研究中的新兴热门领域，特别是基于SiGe量子点的自旋量子比特由于其没有核自旋，具有较长的量子退相干时间。我们研究团队成功制备了两种材料的双量子点器件，完成了砷化镓量子点的表征和电子弛豫时间以及退相干时间的测量，正在开展进一步的实验研究。图示为新型非掺杂砷化镓和硅锗双量子点样品的结构图和实验测量。

半导体量子点与超导腔耦合的复合量子比特以及多量子比特扩展

基于半导体量子点的量子计算方案都是利用相邻量子点量子比特之间的交换相互作用来实现多比特的量子逻辑门 *** 作，非近邻量子比特之间的逻辑门 *** 作需要通过一系列近邻门 *** 作组合完成，这大大增加了计算过程中逻辑门 *** 作的数量和难度。最近有些理论工作提出借用超导量子比特系统中的超导传输谐振腔等概念来实现半导体量子点非近邻量子比特耦合的量子数据总线，但是相应的实验还处于起步和摸索阶段。不过半导体量子点和超导谐振腔为我们提供一种崭新的物理体系，同时很好的兼容了传统半导体产业各种微纳米工艺和技术，在未来的信息处理器中具有广阔的应用前景。我们团队提出了最早的非强耦合条件下的超导传输谐振腔与量子点量子计算理论方案（Phys. Rev. Lett. 101 , 230501 (2008).），大大降低了实验的要求和难度。

我们研究团队在半导体量子点的制备和 *** 控方面积累了大量的实验经验和技术，对超导谐振腔体的制备和表征也掌握关键的工艺技术。经过几年研究积累，完成了超导谐振腔与石墨烯双量子点以及超导谐振腔与两个石墨烯双量子点实现远程耦合的实验研究，以此为基础着力于解决半导体量子点多比特之间的耦合问题，具有很大的理论和实验挑战性。我们目前的这些前期工作已属于世界研究前列，结合已开展的半导体量子点处理单元和测量单元研究，集中推进基于固态量子比特的多量子比特扩展研究。

基于新型二维材料（Graphene，TMDS）体系的量子器件制备和量子物理研究

二维材料体系由于其独特的结构和性质优越性，被科学界大量研究，特别是单层石墨烯材料，以及最近掀起一波研究热潮的TMD材料体系。我们研究团队在实验室内设计制备了多种石墨烯量子点元器件，2009年在国际上首先制备出石墨烯量子点+单电子测量器的芯片（ Applied. Phys. Letters 97, 262113 (2010)），特别是制备出了世界上第一块并联的石墨烯双量子点样品（ Applied. Phys. Letters 99, 112117 (2011)），开发了集成测量读出系统的全石墨单电子晶体管；设计了石墨烯量子点元器件的全电学 *** 控模式，掌握了精细调节电极控制量子点器件上电子状态的规律和方法；另外我们在国际上率先提出了石墨烯量子点量子计算的完整方案等；我们设计的石墨烯结构和尺寸等方面的优势在国际上也居于比较前列的位置。近期我们也开展了关于TMDs材料方面的量子器件研究，取得了一些重要的实验结果。

“量子芯片”是未来量子计算机的“大脑”。 2016年2月，国际权威杂志《物理评论快报》发表了中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室郭国平研究组在量子芯片开发领域的一项重要进展。该成果由郭国平研究组及合作者完成，首次在砷化镓半导体量子芯片中成功实现了量子相干特性好、 *** 控速度快、可控性强的电控新型编码量子比特。研究组利用半导体量子点的多电子态轨道的非对称特性，首次在砷化镓半导体系统中实现了轨道杂化的新型量子比特，巧妙地将电荷量子比特超快特性与自旋量子比特的长相干特性融为一体，实现了“鱼”和“熊掌”的兼得。实验结果表明，该新型量子比特在超快 *** 控速度方面与电荷量子比特类似，而其量子相干性方面，却比一般电荷编码量子比特提高近十倍。同时，该新型多电子轨道杂化实现量子比特编码和调控的方式具有很强的通用性，对探索半导体中极性声子和压电效应对量子相干特性的影响提供了新思路。

华为公司夜景

最近一段时间，商界都在关注一件令人十分愤慨的事情：从明天开始，受美国政府的第三次非法制裁，华为公司将无法从美国高通、韩国三星电子公司和我国台湾地区的台积电公司，购入手机 麒麟 高端芯片了。当然，笔者也听到一件高兴的事情，那就是我国科学家已研制出量子芯片，而且量子手机也将问世。由此可见，在不长的时间内，某些国家制裁的大棒就会变成软绵绵的“油条”了。

华为公司与韩国三星公司也是商界合作伙伴

大家知道，这些年我国在量子研究方面，已走在世界的前列。 量子是一个在物理学中常用到的概念，指一个不可分割的基本个体。

量子概念最早是由德国物理学 家 M ·普朗克 在1900年提出的，经爱因斯坦、玻尔、 薛定谔 等人 的完善 。 在20世纪的前半期，初步建立了完整的量子力学理论 ， 绝大多数物理学家将量子力学视为理解和描述自然的基本理论。

中国科技大学常务副校长潘建伟为在作量子信息实验

虽然欧美国家有关 量子力学理论 方面研究比我们开展得早，但中国是后来者居上，以中国科技大学常务副校长、中科院院士潘建伟为代表的量子信息领域的专家，近年来已在量子信息和量子通信实验研究方面取得了可喜的成果。

在经过前期大量的研究工作之后， 2014年潘建伟团队建成了 “ 济南量子通信试验网 ” 。 由他 牵头研制成功 了 国际上 首颗量子科学实验卫星 “ 墨子号 ” ，建成国际上首条量子保密通信 骨干网 “ 京沪干线 ” ，构建了首个空地一体的广域量子保密通信网络雏形，使我国量子保密通信的实验研究 与 应用研究 已 处于国际领先水平。

麒麟 高端芯片

近年来，我国的 华为 、 中兴公司多次 遭到美国 政府的非法制裁，致使 高通 公司对其 芯片断供 等 ，让不少 中 国科技企业都看到自主研发芯片的重要性，只有我们自己掌握了核心技术，那么我们在以后的发展过程中才不会受制于人；于是在国内就掀起了一股发展国产芯片的潮流，一时间，众多的国产科技巨头企业都开始投入重金来进行芯片的研发！

经过不断的 科研攻关 ，国产科技企业在芯片领域也开始取得 新成果 ， 近期 中科大和浙江大学的一个科研团队 对外 宣布：他们已经联手在量子芯片领域取得了突破 。 同时，他们还将最新的研究成果分别发表在《物理评论快报》和《science》上，可以说再一次向世界彰显了我们在量子领域所取得的突 破。

郭国平教授 等科学家研制成功的量子芯片

根据最新的消息显示：中 国 科 技大学 郭国平教授 的团队 已经研发出了半导体量子芯片，并且还打破了世界纪录，让这一芯片一举实现了世界上最快的量子逻辑门 *** 作。除了中科院以外，还有南理工大的一位中国籍科学家也研发出了一款新型的量子通信芯片，它不仅体积小，而且功能强大，甚至还能替代我们传统的手机中所使用的芯片，可以说现在量子手机也将 会 变成现实！ 让我们全力支持中国科学家的行动吧，并期待这一时刻早早到来。

　最近一段时间潘建伟团队捷报频传令人鼓舞！

9月5日，潘建伟在西湖大学首场公开课上，公开宣布了自己研究团队在上周取得的最新研究成果：“就在上个星期，我们刚刚完成了对50个光子的玻色取样，相比谷歌的‘量子优越性’大概可以快100万倍。”

此前8月，潘建伟团队成员朱晓波教授也在中科大上海研究院举办的“墨子沙龙”上表示，中科大团队年内即将实现60比特量子计算，将超越谷歌实现的53比特量子计算水平，并公布了未来十年研发目标即制备一百万比特保真度99.8%的量子计算机。

今年6月潘建伟团队在国际上首次实现基于纠缠的千公里级量子秘钥分发，确保了即使在卫星被他方控制的极端情况下，依然能实现安全的量子通信，成为量子通信向现实应用的重要突破。

确实如果我国一直是这样的状态是很难超过其他国家的，但是在这个高科技时代，我国自主研发出了量子芯片，对于这种芯片外媒是这样报道的，新加坡南洋理工大学一名中国籍的科学家开发出了一种体积只有正常芯片1％大小的新型量子通讯芯片，这种新型量子芯片在手机领域将受到重视，它的出现为国人研发未来的新手机提供了思路。

这通俗一点来说就是量子手机时代，将不再是空谈。很多小伙伴可能放过“发明家”拆过自己的坏手机，发现手机里面的芯片其实很多，芯片的体积相对来说也比较大。

那么当芯片体积大小被缩小之后，手机里面就会有很多空间被腾出来。这样是不是就可以提高手机电池的蓄电能力呢？装载这样小体积的芯片以后，手机的性能是不是会提高很多？而且芯片不仅仅只能用于手机，还可以用在很多智能体系中，比如说战机的智能 *** 作系统，我国自主研发出“量子芯片”之后，国内一些科技公司已经领先去美国的其他公司

中国量子芯片突然宣布：量子手机变成现实，美国：中国不能独占！

众所周知，随着中国经济的不断发展和崛起，我们在科技领域也取得了不少的突破，但在一些高精尖的科技前沿领域，由于我们起步较晚，同时还受到国外技术封锁的影响，所以导致我们也还有不少的科学技术都落后于西方国家，但是中国的科技企业永不放弃的精神也让我们在科技领域取得了非常不错的成绩！

此前中兴和华为在遭到美国高通的芯片断供以后，让不少国产科技企业都看到自主研发芯片的重要性，只有我们自己掌握了核心技术，那么我们在以后的发展过程中才不会受制于人；于是在国内就掀起了一股发展国产芯片的潮流，一时间，众多的国产科技巨头企业都开始投入重金来进行芯片的研发！

经过不断的努力，国产科技企业在芯片领域也开始取得一个又一个的突破，如今在国产芯片领域，不仅华为研发出了先进的海思麒麟990处理器芯片，而且中科大和浙江大学的一个科研团队也突然宣布：他们已经联手在量子芯片领域取得了突破，同时，他们还将最新的研究成果分别发表在《物理评论快报》和《science》上，可以说这也再一次地向世界彰显了我们在量子领域所取得的突破！

中科大在文章中不仅提到了先进的量子技术，而且还展示了他们在24位量子比特量子芯片上所取得的成绩，可以说一旦我们在量子芯片领域取得突破的话，那么量子手机也将会变成现实，对此，一些西方国家也都纷纷表示羡慕不已，甚至美国科技界的不少人士都表示：中国不应该独占，要分享出来才行，还有不少美国人都认为中国不可能做到，但事实就摆在这里，让我们很是骄傲和自豪！

而根据最新的消息显示：中科院郭国平教授已经研发出了半导体量子芯片，并且还打破了世界纪录，让这一芯片一举实现了世界上最快的量子逻辑门 *** 作。除了中科院以外，还有南理工大的一位中国籍科学家也研发出了一款新型的量子通信芯片，它不仅体积小，而且功能强大，甚至还能替代我们传统的手机中所使用的芯片，可以说现在量子手机也将能变成现实！

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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