近日,国内首台模块化离子阱量子计算工程机“天算1号”发布,该工程机通过总体设计和集成开发,完成量子计算机的系统模块化、操作便捷化,支持量子开发人员通过编程完成操控,实现量子计算机走出物理实验室。此次发布的天算1号由启科量子公司成功研制。
天算1号已通过国内量子信息、原子物理、光电子学等领域知名专家的权威评审,评审专家一致认为其综合工程化水平已经进入国际先进行列。这标志着我国量子计算初创公司在原子型量子计算机的研发过程中,迈出了从关键技术突破、实验室研发、原理样机研制,进展到产品工程化的关键一步。
图:天算1号工程机外观
天算1号的发布让公众见证了量子计算机一步步向商业化迈进,从而燃起公众对商用量子计算机的热烈期待。但公众仍然想知道,“我的办公室什么时候能拥有一台量子计算机?”
从当前行业发展来看,量子计算仍停留在技术探索阶段。随着量子计算硬件开始进入百位量子比特的含噪声中等规模量子处理器(NISQ)时代,产业界基于NISQ样机开展量子算法研究和应用场景探索。量子计算应用场景探索主要集中在量子模拟、组合优化和线性代数求解等领域。
目前量子金融领域的商用价值已经被挖掘。2022年摩根大通在Honeywell的H1-2离子阱芯片上实现了使用量子芝诺动力学来解决投资组合优化问题。同时摩根大通还与美国首家上市的离子阱量子计算硬件公司IonQ合作,共同演示了迄今为止最大的量子硬件约束优化。演示结果更清晰地展示了量子计算技术在解决有限优化问题的优势,未来这将在包括金融在内的许多行业中得到应用。
作为国内首家兼具量子计算、量子通信核心技术储备与产品研发能力的科技创新型企业,启科量子在量子计算金融应用上也做了一些尝试。如在量子期权定价方面,启科量子开发了一款基于量子蒙特卡罗方法的期权定价金融应用,未来有望在少量量子比特数的情况下,使用较短时间就能算出期权的定价结果。
总之,量子计算的未来将渗透到诸如科学、技术、经济、社会、军事等众多领域,对人类社会发展产生深远且广泛的影响。
读到这里,也许你会认为量子计算机已经实现工程化,只剩下工程优化的工作,其商用化将指日可待。但其实解决工程优化的问题对科研人员来说将是巨大的挑战,主要亟待解决的问题包括:
1、当前专用型量子计算机只能解决特定的问题,无法完全替代通用型量子计算,启科量子目前研制的工程机正是朝着通用型的方向发展;
2、目前量子计算机的体积非常巨大,无法集成在一个小小的机箱里;
3、量子计算机初期研发成本非常高,远远超过当前的经典计算机,所以就性价比来看,很难进行大面积商业化推广;
4、由于离子阱稳定运行需要超高真空、超低温、屏蔽电磁干扰等非常苛刻的环境,因此通常需要非常复杂和庞大的设备才能满足环境要求,同时环境的稳定性和可靠性也需要进一步提高。
综合以上分析,我们可以判断出量子计算从实验研究转化为现实可应用的技术,仍然任重而道远。而启科量子本次发布的离子阱量子计算工程机是加速“量子化”的关键一步,让公众看到了量子计算产业化的曙光,相信未来在政产学研用各个方面的积极参与和密切配合下,量子计算机将被推入快车道,加速走进“办公室”。
