2025年是联合国宣布的量子科学与技术国际年★◈ღ★。作为全球科技领域的研究热点★◈ღ★,量子计算的基本计算单元为量子比特★◈ღ★,与经典计算机中的比特具有相同的功能★◈ღ★,即存储与处理数据★◈ღ★。因其强大的计算能力★◈ღ★,量子计算在攻克复杂计算难题上展现出经典计算机难以企及的优势★◈ღ★。目前★◈ღ★,量子计算已被视为人类科技发展的下一个重要突破口★◈ღ★,是全球科技领域具有巨大前景的研究和应用方向★◈ღ★。
以2003年中国第一个量子计算研究小组成立为标志★◈ღ★,中国量子计算已走过20多年历程★◈ღ★,实现了从0到1的巨大跨越★◈ღ★、蓬勃发展酷游在线登录★◈ღ★。2024年1月6日★◈ღ★,中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上线运行酷游在线登录九州酷游★◈ღ★。★◈ღ★,标志着中国进入算力可用时代★◈ღ★。从2024年1月6日至今★◈ღ★,“本源悟空”上线已超一周年★◈ღ★。期间★◈ღ★,“本源悟空”已为来自全球139个国家逾1800万用户完成超32万个量子计算任务九州酷游(酷游·ku游)官方网站★◈ღ★,★◈ღ★。以“本源悟空”为代表的中国量子计算产业正在按下发展“加速键”★◈ღ★,并在应用探索领域展现出广阔前景★◈ღ★。
2024年11月★◈ღ★,中国首家量子计算公司——本源量子计算科技(合肥)股份有限公司(简称本源量子)向海外首次销售中国自主量子算力——中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”的计算机时★◈ღ★。
在信息时代★◈ღ★,算力体现国力★◈ღ★。中国科学院量子信息重点实验室副主任★◈ღ★、“本源悟空”科研团队主要负责人郭国平告诉本报记者★◈ღ★:“算盘和现有计算机的算力差距疯狂新婚夜★◈ღ★,就是现有计算机和量子计算机的算力差距★◈ღ★。”
“本源悟空”由本源量子团队自主研发★◈ღ★,是中国第三代自主超导量子计算机★◈ღ★,搭载72位自主超导量子芯片“悟空芯”★◈ღ★。“悟空芯”采用了72个计算量子比特的设计方案★◈ღ★,还包含126个耦合器量子比特★◈ღ★,共有198个量子比特★◈ღ★,其实际运行状态下的量子比特弛豫时间T1(在量子计算中★◈ღ★,量子比特从激发态回到基态所需的时间)大于等于15.3微秒★◈ღ★,退相干时间T2(量子比特在保持其相干性之前的时间长度)大于等于2.25微秒★◈ღ★。基于该款量子芯片的“本源悟空”量子计算机可一次性下发★◈ღ★、执行多达200个量子线路的计算任务★◈ღ★,与只能同时下发★◈ღ★、执行单个量子线路的国际同类量子计算机相比具有更大的速度优势★◈ღ★。
“本源悟空”还搭载了中国首个量子计算机操作系统——本源司南3.0版本疯狂新婚夜★◈ღ★。这一系统在国内首次实现了对量子计算任务批处理的支持★◈ღ★,不仅支持量超协同计算★◈ღ★,还可高效调度量子计算资源★◈ღ★,大幅提升量子计算机整机运行效率★◈ღ★。
2024年4月10日★◈ღ★,“本源悟空”成功装备中国首个PQC(后量子密码)“抗量子攻击护盾”★◈ღ★,这使“本源悟空”能更好抵御其他量子计算机的攻击★◈ღ★,确保运行数据安全★◈ღ★。从算力提升到“攻守兼备”★◈ღ★,中国量子计算机制造链更加完备酷游在线登录★◈ღ★。
安徽省量子计算工程研究中心副主任★◈ღ★、“本源悟空”云服务研制团队负责人赵雪娇告诉本报记者★◈ღ★:“目前★◈ღ★,本源量子与美国相关科技公司是同价向国际市场出售超导量子算力★◈ღ★。外国企业购买中国自主量子算力膨胀罐★◈ღ★,★◈ღ★,是国际市场对中国量子计算技术实力的认可★◈ღ★。”
计算流体动力学广泛应用于航空航天★◈ღ★、汽车工程★◈ღ★、船舶设计等领域★◈ღ★,与飞行器★◈ღ★、汽车及船舶的外形设计都紧密相关★◈ღ★。算力提升可以加快飞机★◈ღ★、汽车的更新迭代并降低设计成本★◈ღ★。然而★◈ღ★,传统计算机越来越难以满足这些领域对计算规模★◈ღ★、计算精度和计算速度的要求★◈ღ★。
量子计算为计算流体动力学提供了新的算力选择★◈ღ★。相较于传统方法★◈ღ★,量子计算能够显著加速流体动力学仿真过程★◈ღ★,从而大幅缩短研发周期并节省经费★◈ღ★。
2024年10月25日★◈ღ★,中国科学家在“本源悟空”上★◈ღ★,成功完成了全球最大规模的量子计算流体动力学仿真★◈ღ★,标志着国产量子算力在解决实际问题方面取得重要进展疯狂新婚夜★◈ღ★。相关成果发表在国际期刊《应用力学与工程中的计算机方法》上★◈ღ★。郭国平表示★◈ღ★:“此次研究不仅证明中国自主超导量子计算机具备开展大规模★◈ღ★、高精度流体动力学研究的能力★◈ღ★,也为我们探索更多复杂科学问题提供了新工具和新方法★◈ღ★。”
在金融领域★◈ღ★,量子计算可以用于风险管理★◈ღ★、投资组合优化★◈ღ★、期权定价和金融市场预测等方面★◈ღ★。通过量子算法★◈ღ★,金融机构可以更快速准确地分析大量数据★◈ღ★,为投资者提供更精确的投资建议★◈ღ★。“本源悟空”此前上线的全球首个采用分布式量子计算思路设计★◈ღ★、规模最大的投资组合优化真机应用★◈ღ★,依托“悟空芯”量子芯片★◈ღ★,在处理相同规模问题上★◈ღ★,资源消耗远低于经典计算机★◈ღ★,为处理大规模投资组合优化问题★◈ღ★、得出特定风险偏好类型下的最佳收益组合开辟了更高效的路径★◈ღ★。
在生物医药行业★◈ღ★,量子计算能够助力药物设计★◈ღ★、蛋白质结构预测★◈ღ★、医疗数据的分析与处理等关键领域★◈ღ★。“本源悟空”目前已上线分子对接预测应用★◈ღ★、药物毒性预测应用酷游在线登录地热管★◈ღ★、药物相互作用预测应用等多款基于真实量子计算芯片的应用★◈ღ★。其中★◈ღ★,药物相互作用预测应用以“本源悟空”为计算后端★◈ღ★,采用了量子混合神经网络算法★◈ღ★,结合了量子神经网络的节点编码能力和经典图神经网络的结构优势★◈ღ★,不仅提高了药物相互作用预测的准确性★◈ღ★,还大幅度缩短了研发时间★◈ღ★,为药物开发领域带来了巨大进步★◈ღ★。
2023年★◈ღ★,本源量子与蚌埠医科大学达成合作★◈ღ★,共探量子计算在辅助医学图像识别★◈ღ★、疾病诊断★◈ღ★、药物筛选★◈ღ★、诊断标志物发现等生物医药领域的应用★◈ღ★。以诊治乳腺癌为例★◈ღ★,通过将量子计算与深度学习方法结合★◈ღ★,本源量子设计了混合经典量子图像算法★◈ღ★,针对乳腺钼靶图像的分类★◈ღ★、分割进行高精度快速分析★◈ღ★,帮助临床医生更加准确高效地对患者病情做出判断★◈ღ★,让医生在诊治乳腺癌时也用上了中国自主可控量子算力九州酷游app下载★◈ღ★。★◈ღ★。
发展量子计算产业★◈ღ★,对量子计算专业人才的培养至关重要★◈ღ★。据统计★◈ღ★,近年来已有众多国家将量子科技人才培养纳入国家计划★◈ღ★。
中国应该如何培养未来的自主量子计算人才?是跟随西方量子计算教育方案★◈ღ★,还是使用“中国筷子”——中国自主的量子计算教育方案培养人才?“这是关乎未来的一个重要选择★◈ღ★。”赵雪娇说★◈ღ★。
用量子计算教育的“中国筷子”培养人才★◈ღ★,是中国选择的道路★◈ღ★。近年来★◈ღ★,中国正在通过前瞻性部署自主量子计算教育方案★◈ღ★,构建全面的量子计算教育体系★◈ღ★,为量子科技这一未来产业发展奠定坚实的人才基础★◈ღ★。自2020年教育部首次增设量子信息科学专业以来★◈ღ★,全国已有13所高校获批开设★◈ღ★。值得一提的是★◈ღ★,目前中国已有60余所高校采用本源量子自主量子计算教育系统★◈ღ★,量子计算教育的“中国筷子”正在逐步壮大酷游在线登录★◈ღ★。
“我们已与长江大学★◈ღ★、湖北师范大学等多所高校开展合作酷游在线登录★◈ღ★,通过建设量子计算实验室★◈ღ★、量子通信实验室酷游在线登录★◈ღ★、量子科技科普基地等★◈ღ★,为高校打造量子人才教学科研载体★◈ღ★,构建自主化量子计算机真机环境疯狂新婚夜★◈ღ★,培养出具备量子计算机实践能力和创新研究能力的人才★◈ღ★。”赵雪娇告诉本报记者★◈ღ★。
目前★◈ღ★,重庆邮电大学疯狂新婚夜★◈ღ★、北京理工大学★◈ღ★、西安交通大学已经引入本源量子全物理体系量子计算学习系统★◈ღ★;中南大学★◈ღ★、江汉大学酷游在线登录★◈ღ★、桂林电子科技大学等高校已成功搭建量子计算教研一体化平台★◈ღ★;北方工业大学★◈ღ★、北京师范大学与天津师范大学等已在校内部署量子计算学习机★◈ღ★。
本源量子还与高校协同开发定制化量子计算教学资源★◈ღ★。比如疯狂新婚夜★◈ღ★,蚌埠医科大学与本源量子共建了国内首个量子计算数据医学实验班★◈ღ★,携手培养能够运用量子计算处理医学大数据的复合型医学人才★◈ღ★。
郭国平认为★◈ღ★,中国的量子计算事业需要一代又一代人的接续努力★◈ღ★。基层量子计算科技工作者不仅要造出可用的量子计算机★◈ღ★,也要为国家培养有用的量子计算人才★◈ღ★。“我们将开放核心实验室★◈ღ★,让中国高校学生用中国造量子计算机实践学习量子计算知识★◈ღ★,培养更多更好中国量子计算人才★◈ღ★。”郭国平说★◈ღ★。
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