證券時報記者11月14日從中國電信量子研究院了解到，搭載“祖沖之三號”同款芯片的超導(dǎo)量子計算機“天衍 - 287”已搭建完成。該量子計算系統(tǒng)具備“量子計算優(yōu)越性”能力，處理特定問題的速度比目前最快的超級計算機快4.5億倍。未來，它將接入“天衍”量子計算云平臺并首次面向全球開放應(yīng)用服務(wù)，這也將是我國首個具備“量子計算優(yōu)越性”的量子計算云平臺。

量子計算被視為下一代信息革命的關(guān)鍵技術(shù)。所謂量子計算優(yōu)越性，是指量子計算系統(tǒng)在特定任務(wù)上展現(xiàn)出遠超經(jīng)典超級計算機的能力。它是衡量量子計算系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)，驗證了量子計算系統(tǒng)超越傳統(tǒng)超級計算機的可行性，是量子計算走向?qū)嶋H應(yīng)用的前提，也是展示一個國家量子計算研究實力的關(guān)鍵里程碑。

此次即將上線的超導(dǎo)量子計算機采用“祖沖之三號”同款系列芯片，擁有105個數(shù)據(jù)比特和182個耦合比特，與“祖沖之三號”同根同源，具備量子計算優(yōu)越性，由中電信量子集團與國盾量子聯(lián)合團隊搭建和調(diào)測完成。今年3月，國際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》發(fā)表了中國科學(xué)家構(gòu)建的105比特超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之三號”，審稿人認為其“構(gòu)建了目前最高水準(zhǔn)的超導(dǎo)量子計算機”。

記者了解到，此次搭建過程體現(xiàn)出“全國產(chǎn)”“AI賦能”“超量融合”三個方面的技術(shù)突破。

一方面，搭建使用了全國產(chǎn)的超導(dǎo)量子計算機硬件設(shè)備和元器件，大容量稀釋制冷機、測控電子學(xué)、低溫元器件等關(guān)鍵部件均由國內(nèi)廠商研發(fā)生產(chǎn)，中國電信牽頭國內(nèi)生態(tài)廠商構(gòu)建了全國產(chǎn)化的超導(dǎo)量子計算供應(yīng)鏈體系。

另一方面，團隊自主研發(fā)了AI賦能的超導(dǎo)芯片參數(shù)自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，借助人工智能技術(shù)，實現(xiàn)了量子計算系統(tǒng)的高效、高精度自動校準(zhǔn)與維護。

此外，“超量融合”特征顯著。團隊將這臺超導(dǎo)量子計算機與“天翼云”超算集中部署，通過硬件直連達成高帶寬的量超融合，實現(xiàn)量子計算和超算的低延時交互，助力算力資源的協(xié)同調(diào)度，構(gòu)建了“硬件—軟件—云平臺—生態(tài)”的全國產(chǎn)化量子計算全棧式工具體系。

中電信量子集團量子計算高級研究員、測控團隊負責(zé)人張鑫方介紹，搭建過程中，團隊重點完成了整機系統(tǒng)的集成、調(diào)試和上云。首先，保證了國產(chǎn)量子“冰箱”——稀釋制冷機在高熱負載下的穩(wěn)定長期運行，滿足超導(dǎo)芯片極低溫、低噪聲的工作環(huán)境和長期云服務(wù)的穩(wěn)定需求。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計集成低溫衰減、濾波、隔離等操控信號鏈路，結(jié)合室溫高性能量子計算測控系統(tǒng)ez - Q Engine 2.0，基于量子計算測控軟件系統(tǒng)QOS結(jié)合AI輔助自動校準(zhǔn)技術(shù)，為“祖沖之三號”芯片構(gòu)筑了全鏈條自主可控的高精度測控運維平臺。

“通過硬件接口抽象適配，‘天衍’云平臺及Cqlib量子編程框架實現(xiàn)對該系統(tǒng)的資源管理與任務(wù)調(diào)度，全面釋放其開放云服務(wù)的能力?！睆場畏秸f。

量子計算云平臺不僅為量子計算的未來應(yīng)用提供了關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，更是構(gòu)建完整量子產(chǎn)業(yè)生態(tài)的戰(zhàn)略支點。通過云端服務(wù)模式，它有效降低了技術(shù)應(yīng)用門檻，加速了量子計算從實驗室研究向?qū)嶋H場景落地的進程，是量子計算走向應(yīng)用的重要一步。

2023年11月，中電信量子集團正式發(fā)布“天衍”量子計算云平臺，實現(xiàn)了天翼云超算能力和176量子比特超導(dǎo)量子計算能力的融合。目前，公司已圍繞“天衍”量子計算云平臺成功打造覆蓋超導(dǎo)量子計算機系統(tǒng)交付運營、云平臺服務(wù)、教研體系化、行業(yè)應(yīng)用解決方案的量子計算產(chǎn)品體系，在算力建設(shè)、算力調(diào)度、軟硬件服務(wù)、商業(yè)應(yīng)用探索四大領(lǐng)域均實現(xiàn)領(lǐng)先。“天衍”量子計算云平臺現(xiàn)訪問量已突破3700萬，覆蓋海內(nèi)外60多個國家的用戶，實驗任務(wù)數(shù)超過270萬。

中金公司研報指出，當(dāng)前國內(nèi)量子計算發(fā)展呈現(xiàn)“硬件多點突破、軟件工具補全、產(chǎn)業(yè)協(xié)同推進”的良好態(tài)勢，近期更在硬件、軟件與生態(tài)應(yīng)用層面接連取得關(guān)鍵突破。量子計算正處于由科研突破向商業(yè)落地的關(guān)鍵拐點，硬件環(huán)節(jié)或率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化突破。

中銀證券認為，量子計算面臨的最大挑戰(zhàn)是找到真正有用的場景。目前量子計算還處于早期技術(shù)攻關(guān)時期，預(yù)計未來5 - 10年有可能出現(xiàn)實質(zhì)性進展。展望未來，量子信息商業(yè)化競賽將進入新的加速階段。

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