截至2025年10月底,我們團隊研制的中國第三代自主超導量子計算機“本源悟空”,已向世界提供量子算力服務超一年——163個國家和地區的用戶訪問超3600萬次,成功完成了71萬個全球量子計算任務。這個成績,是對我們團隊在量子計算領域摸索近10年的最好回饋。
量子計算機是實現量子計算任務的物理裝置。與傳統計算機相比,量子計算機計算能力強大,擁有并行性、指數級加速等優勢,可在人工智能、新藥研發、金融工程等領域發揮重要作用。但在2017年團隊初創時期,如何實現量子計算機“工程化突破”在國內仍處于空白。
在量子計算機系統中,量子計算測控系統承擔著量子芯片信號生成、采集與控制的關鍵功能,是整個系統的“神經中樞”。在我國量子計算研究初期,由于高端儀器儀表依賴進口,量子計算機研發只能用傳統商用設備自行搭建控制系統,信號的輸出與采集任務需單獨進行,存在成本高昂、功能冗余、兼容性差、難以集成等問題。為突破這一技術瓶頸,我們在2018年12月成功研制出國內首套量子計算測控系統“本源天機”,這是我國首次實現將量子計算測控系統功能集成于單一設備的重要技術突破。
隨著技術積累,我國自主研發的量子計算測控系統也在不斷升級。2020年的“本源天機2.0”提升了信號控制精度,2022年的“本源天機3.0”已能支持100+超導量子比特,2025年上線的“本源天機4.0”,更是實現了擴展性、集成度的大幅提升,可支持500+量子比特規模。每一次產品迭代的背后,都凝聚著團隊日日夜夜的辛勤付出。
研發路上最困難的是高密度微波互連模組的“卡脖子”難題。量子芯片作為“量子計算大腦”,需要在“絕對零度”(零下273.15攝氏度)的極低溫環境中運行,而高密度微波互連模組這一“神經網絡”,既要精準傳輸信號,又要隔絕熱量。其中核心的極低溫特種高頻同軸線纜曾被國外壟斷,采購價格高昂。我們聯合中國電子科技集團相關研究所進行技術攻關,以遠低于進口設備的價格,成功研發出完全國產化的高密度微波互連模組,為量子信息傳輸建立起高速穩定的通道。
量子計算被認為可能是下一代信息革命的關鍵技術,研究難度極高。展望“十五五”,我們相信,只要腳踏實地持續攻堅,中國的量子科技發展會取得更多突破。
(作者孔偉成 為安徽省量子計算工程研究中心副主任、“本源悟空”硬件研制團隊負責人)
原標題:努力實現量子計算機“工程化突破”
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