Q1目前國內量子計算的發展與國外的差距大嗎?
首先在科研方面,中國在國際上絕對是第一梯隊,無論是論文的數量、質量,還是量子通信、量子計算我國都取得了優秀的成績。
第二個層面,在工程化、產業化的方向上中國還屬于努力追趕的角色,因為在工程化方面,IBM、谷歌、微軟、英特爾等巨頭在資金、人才、工業基礎上是更為先進的,例如光刻機,生產量子芯片需要使用高精度光刻機等設備,這些條件限制導致我國目前在工程化方面存在差距。本源在2020年完成的第一臺工程化量子計算機,對標的是IBM在2017年完成的水準,追上國際最強的團隊大概需要3年左右,未來縮小差距仍需很多人共同努力。
第三個層面,IBM和谷歌在全球瘋狂地部署量子計算機,單是IBM就已經在全球部署了將近30臺量子計算機,包括在德國、日韓、印度等國家都進行了部署,IBM還和國際各行業巨頭組成產業聯盟,例如金融業的摩根、高盛、花旗,制造業的戴姆勒、大眾,化工行業的巴斯夫等。遺憾的是IBM還未向中國開放量子計算使用權限,所以本源在2018年發起中國第一個量子計算產業聯盟,經過三年左右時間,國內金融行業的建行、中行、中信銀行,以及券商中的中金、中信、東方證券等都逐漸成為了我們的聯盟伙伴,這是生態建設的過程。
在人才方面,2019年美國統計了全球研究量子計算的一線人才,得到的數據是不超過 1000人,所以人才方面我們與別國的差距不是很大,因為全球人才總數并不多,美國確實聚集了更頂尖的人才,但中國也培養了非常多量子方面的人才,我們也在快速成長。另外我們還有人口紅利,去年3月份,國家教育部正式把量子信息學科加入本科生教育,這意味著未來三到四年,中國會畢業一批研究量子信息的本科生,將教育提前到本科會使人才梯隊培養的更快,這也是我們非常有信心能盡快追上量子方面最強國家和團隊的底氣。
Q2量子計算領域,我們存在「彎道超車」的可能性嗎?
量子計算是一件科學的事情,目前國際上已經形成了一條筆直的賽道,像跑步一樣,這條賽道上有人比我們先跑,甚至加速度、動力都更充足,彎道超車的說法不是很準確,如果不加速研發進程有可能會「彎道翻車」,我們需要努力追趕,加大動力趕上前面的運動員。
Q3現在,全球對量子計算云服務市場需求空間有多大?
量子計算機的運行環境非常苛刻,低溫、防震、防磁場的要求都非常高。一臺量子計算機的造價是非常昂貴的,對于普通用戶和企業,短期內建議采用云的方式來獲取量子計算機的資源。
經典計算機已經建立了非常迅捷的云的信息獲取平臺,完全可以把這個技術用在量子計算的普及上。近幾年專業量子計算團隊和很多互聯網公司都在建云平臺,未來5到10年云會是非常主流的方式。另外未來人類能不能把量子計算機簡單化,像手機一樣,是存在這個科技可能性的。
Q4量子芯片目前處于什么樣的情況?
會和傳統計算機一樣“缺芯少魂”嗎?
量子芯片主要指QPU,也叫量子中央處理器,它等同于經典計算機的CPU部分,所有數據需要經過它處理,再輸出,這是量子計算機最核心的部件。目前量子芯片的超導和半導體兩條路徑,屬于電學固態器件的方向,可以用現有生產CPU的工藝產線去生產量子芯片。只不過做出來的結構不是晶體管,比如在半導體上就是量子點,超導上就是人造原子,人造線路,以此完成量子的運動規律。
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4月30日,本源量子正式發布了首個國產量子芯片設計工業軟件“Q-EDA”——本源坤元(Origin Unit)。全球用戶可通過本源量子云平臺直接在線訪問和使用,未來可通過授權下載到本地部署。該軟件同時支持超導和半導體量子芯片版圖自動化設計,是實現量子芯片自主研發及產業化生產的重要條件,成功填補了我國Q-EDA領域的空白,將助力我國量子科技飛躍式發展。
Q5國內外的量子芯片技術上有什么差別?
量子芯片的制造高度依賴現有產線、設備、工藝技術和人才經驗,這方面中國是比較落后的,國際上最強的超導量子芯片生產線在美國一家創業公司,是在NASA支持下用12納米建成的生產線,但我們目前28納米可能還不成熟,這需要更多設備、資源的支持。整體上量子芯片還依賴于更高精尖的生產工藝。目前我們受制于工業基礎,但好在量子芯片還不在于完全做小的問題,比如用55納米或者100納米的工藝線就能生產量子芯片。但要生產幾百比特、幾千比特的時候,就需要更先進的工藝設備,這時會有一定障礙。
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