近日，中國科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院(以下簡稱“量子創(chuàng)新院”)向國盾量子交付了一款504比特超導(dǎo)量子計(jì)算芯片“驍鴻”，用于驗(yàn)證國盾量子自主研制的千比特測控系統(tǒng)。此款芯片刷新了國內(nèi)超導(dǎo)量子比特?cái)?shù)量的紀(jì)錄，后續(xù)還計(jì)劃通過中國電信集團(tuán)有限公司量子集團(tuán)的“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)等向全球開放。
504比特超導(dǎo)量子計(jì)算芯片“驍鴻”
測控系統(tǒng)和量子計(jì)算芯片是量子計(jì)算機(jī)的核心硬件。其中，測控系統(tǒng)需要和量子計(jì)算芯片交互，實(shí)現(xiàn)信號的精確生成、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用芯片進(jìn)行全面系統(tǒng)性的測試。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500比特的同時(shí)，量子比特的壽命、門保真度、門深度、讀取保真度等關(guān)鍵指標(biāo)，有望達(dá)到IBM等國際主流量子計(jì)算云平臺(tái)的芯片性能，可以充分滿足千比特測控系統(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)算測控系統(tǒng)的發(fā)展，更多考慮的是通過集成更多的比特?cái)?shù)和實(shí)現(xiàn)各單項(xiàng)指標(biāo)，來滿足測控系統(tǒng)驗(yàn)證的需求。刷新中國量子比特?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”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。
“驍鴻”芯片將在國盾量子千比特測控系統(tǒng)上進(jìn)行單比特門、雙比特門、讀取操作及測控系統(tǒng)性能測試，測試工作預(yù)計(jì)在今年8月前完成。新測控系統(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，國盾量子將面向萬比特規(guī)模，進(jìn)一步研發(fā)適用于可糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)的新型測控系統(tǒng)。
在量子計(jì)算領(lǐng)域，中國電信集團(tuán)有限公司量子集團(tuán)推出的“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)，基于電信天翼云“國云”優(yōu)勢，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，該公司將聯(lián)合國盾量子，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)，開放給全球用戶使用。“500+比特量子計(jì)算機(jī)的云端接入，可以高效承載各領(lǐng)域用戶對有實(shí)用價(jià)值的問題和算法開展研究，加速量子計(jì)算在實(shí)際場景中的應(yīng)用，引領(lǐng)量子計(jì)算生態(tài)的快速發(fā)展。”中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士、中國電信集團(tuán)有限公司量子集團(tuán)副總經(jīng)理王振表示。
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。“最困難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，這是國際主流科研團(tuán)隊(duì)都在攻堅(jiān)的”。量子創(chuàng)新院教授、中國電信集團(tuán)有限公司量子集團(tuán)及國盾量子首席科學(xué)家彭承志坦言，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)漫長征程，要翻過很多高峰才能真正邁向?qū)嵱茫覀兘酉聛硪~出的，才是更關(guān)鍵的一步”。
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