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中國(guó)首顆500+比特超導(dǎo)量子計(jì)算芯片,來(lái)了!
2024-04-25 中國(guó)電信
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4月25日,中國(guó)科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“量子創(chuàng)新院”)向國(guó)盾量子交付了一款504比特超導(dǎo)量子計(jì)算芯片“驍鴻”,用于驗(yàn)證國(guó)盾量子自主研制的千比特測(cè)控系統(tǒng)。此款芯片刷新了國(guó)內(nèi)超導(dǎo)量子比特?cái)?shù)量的紀(jì)錄,后續(xù)還計(jì)劃通過(guò)中電信量子集團(tuán)的“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)等向全球開(kāi)放。

504比特超導(dǎo)量子計(jì)算芯片“驍鴻”

測(cè)控系統(tǒng)和量子計(jì)算芯片是量子計(jì)算機(jī)的核心硬件。其中,測(cè)控系統(tǒng)需要和量子計(jì)算芯片交互,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的精確生成、傳輸和處理,會(huì)極大地影響量子計(jì)算機(jī)整體性能。為了驗(yàn)證大規(guī)模測(cè)控系統(tǒng)的整體性能及各項(xiàng)指標(biāo),最直接的方式是定制專(zhuān)用芯片進(jìn)行全面系統(tǒng)性的測(cè)試。為此,量子創(chuàng)新院定制研發(fā)了504比特量子計(jì)算芯片“驍鴻”。得益于量子創(chuàng)新院在超導(dǎo)量子計(jì)算芯片方面優(yōu)秀的研發(fā)、加工能力,這枚定制芯片在集成超過(guò)500比特的同時(shí),量子比特的壽命、門(mén)保真度、門(mén)深度、讀取保真度等關(guān)鍵指標(biāo),有望達(dá)到IBM等國(guó)際主流量子計(jì)算云平臺(tái)的芯片性能,可以充分滿(mǎn)足千比特測(cè)控系統(tǒng)驗(yàn)證的需求。

量子創(chuàng)新院研究員龔明強(qiáng)調(diào),“驍鴻”芯片的主要目的,是為了推動(dòng)大規(guī)模量子計(jì)算測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展,更多考慮的是通過(guò)集成更多的比特?cái)?shù)和實(shí)現(xiàn)各單項(xiàng)指標(biāo),來(lái)滿(mǎn)足測(cè)控系統(tǒng)驗(yàn)證的需求。刷新中國(guó)量子比特?cái)?shù)紀(jì)錄的“驍鴻”,綜合性能與團(tuán)隊(duì)此前創(chuàng)造量子糾纏數(shù)世界紀(jì)錄的“祖沖之二號(hào)”芯片尚有差距,不具備實(shí)現(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”的能力。

據(jù)國(guó)盾量子計(jì)算負(fù)責(zé)人王哲輝介紹,“驍鴻”芯片將在國(guó)盾量子千比特測(cè)控系統(tǒng)上進(jìn)行單比特門(mén)、雙比特門(mén)、讀取操作及測(cè)控系統(tǒng)性能測(cè)試,測(cè)試工作預(yù)計(jì)在今年8月前完成。新測(cè)控系統(tǒng)集成度較上一代產(chǎn)品提升10倍以上,核心元器件使用國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì),在提升操控精度的同時(shí)大幅降低了成本。未來(lái),國(guó)盾量子將面向萬(wàn)比特規(guī)模,進(jìn)一步研發(fā)適用于可糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)的新型測(cè)控系統(tǒng)。

在量子計(jì)算領(lǐng)域,中電信量子集團(tuán)推出的“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái),基于電信天翼云“國(guó)云”優(yōu)勢(shì),已實(shí)現(xiàn)“天翼云”超算能力和176量子比特超導(dǎo)量子計(jì)算能力的融合。下一步,中電信量子集團(tuán)將聯(lián)合國(guó)盾量子,依托“驍鴻”芯片研發(fā)量子計(jì)算整機(jī),接入“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái),開(kāi)放給全球用戶(hù)使用?!?00+比特量子計(jì)算機(jī)的云端接入,可以高效承載各領(lǐng)域用戶(hù)對(duì)有實(shí)用價(jià)值的問(wèn)題和算法開(kāi)展研究,加速量子計(jì)算在實(shí)際場(chǎng)景中的應(yīng)用,引領(lǐng)量子計(jì)算生態(tài)的快速發(fā)展?!敝袊?guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士、中電信量子集團(tuán)副總經(jīng)理王振表示。

“研發(fā)這枚芯片不算難”,量子創(chuàng)新院教授、中電信量子集團(tuán)及國(guó)盾量子首席科學(xué)家彭承志坦言,超導(dǎo)量子計(jì)算芯片可以復(fù)用較成熟的半導(dǎo)體芯片加工技術(shù),在比特?cái)?shù)量擴(kuò)展上特別有優(yōu)勢(shì)?!白罾щy的是如何讓量子比特的質(zhì)量和數(shù)量同步提升,從而真正提升芯片的性能,更精密地調(diào)控大規(guī)模量子比特,這是國(guó)際主流科研團(tuán)隊(duì)都在攻堅(jiān)的。”他表示,量子創(chuàng)新院超導(dǎo)量子計(jì)算團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)1000+比特、比特質(zhì)量高的超導(dǎo)量子計(jì)算芯片,向?qū)崿F(xiàn)容錯(cuò)量子計(jì)算進(jìn)行攻堅(jiān),“量子計(jì)算是個(gè)漫長(zhǎng)征程,要翻過(guò)很多高峰才能真正邁向?qū)嵱?,我們接下?lái)要邁出的,才是更關(guān)鍵的一步。”

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