中國首顆500+比特超導量子計算芯片,來了!

人民網合肥4月25日電(記者陳浩)4月25日,記者從國盾量子獲悉,中國科學院量子信息與量子科技創新研究院(以下簡稱「量子創新院」)向該公司交付了一款504比特超導量子計算芯片「驍鴻」,用於驗證國盾量子自主研製的千比特測控系統。此款芯片刷新了國內超導量子比特數量的紀錄,後續還計劃通過中電信量子集團的「天衍」量子計算雲平台等向全球開放。

測控系統和量子計算芯片是量子計算機的核心硬件。其中,測控系統需要和量子計算芯片交互,實現信號的精確生成、傳輸和處理,會極大地影響量子計算機整體性能。為了驗證大規模測控系統的整體性能及各項指標,最直接的方式是定製專用芯片進行全面系統性的測試。

量子創新院定製研發的504比特量子計算芯片「驍鴻」,在集成超過500比特的同時,量子比特的壽命、門保真度、門深度、讀取保真度等關鍵指標,有望達到IBM等國際主流量子計算雲平台的芯片性能,可以充分滿足千比特測控系統驗證的需求。

504比特超導量子計算芯片「驍鴻」。中電信量子集團供圖504比特超導量子計算芯片「驍鴻」。中電信量子集團供圖

量子創新院研究員龔明介紹,「驍鴻」芯片的主要目的,是為了推動大規模量子計算測控系統的發展,更多考慮的是通過集成更多的比特數和實現各單項指標,來滿足測控系統驗證的需求。

國盾量子計算負責人王哲輝介紹,「驍鴻」芯片將在國盾量子千比特測控系統上進行單比特門、雙比特門、讀取操作及測控系統性能測試,測試工作預計在今年8月前完成。新測控系統集成度較上一代產品提升10倍以上,核心元器件使用國產化設計,在提升操控精度的同時大幅降低了成本。未來,國盾量子將面向萬比特規模,進一步研發適用於可糾錯量子計算機的新型測控系統。

在量子計算領域,中電信量子集團推出的「天衍」量子計算雲平台,基於電信天翼雲「國雲」優勢,已實現「天翼雲」超算能力和176量子比特超導量子計算能力的融合。下一步,中電信量子集團將聯合國盾量子,依託「驍鴻」芯片研發量子計算整機,接入「天衍」量子計算雲平台,開放給全球用戶使用。

「500+比特量子計算機的雲端接入,可以高效承載各領域用戶對有實用價值的問題和算法開展研究,加速量子計算在實際場景中的應用,引領量子計算生態的快速發展。」中國科學技術大學博士、中電信量子集團副總經理王振表示。

對於這枚芯片的研發,量子創新院教授、中電信量子集團及國盾量子首席科學家彭承誌介紹,最困難的是如何讓量子比特的質量和數量同步提升,從而真正提升芯片的性能,更精密地調控大規模量子比特,而這是國際主流科研團隊都在攻堅的。

彭承誌表示,量子創新院超導量子計算團隊正在研發1000+比特、比特質量高的超導量子計算芯片,向實現容錯量子計算進行攻堅,「量子計算是個漫長征程,要翻過很多高峰才能真正邁向實用,我們接下來要邁出的,才是更關鍵的一步。」