近日,國內首臺模塊化離子阱量子計算工程機“天算1號”發布,該工程機通過總體設計和集成開發,完成量子計算機的系統模塊化、操作便捷化,支持量子開發人員通過編程完成操控,實現量子計算機走出物理實驗室。此次發布的天算1號由啟科量子公司成功研制。

天算1號已通過國內量子信息、原子物理、光電子學等領域知名專家的權威評審,評審專家一致認為其綜合工程化水平已經進入國際先進行列。這標志著我國量子計算初創公司在原子型量子計算機的研發過程中,邁出了從關鍵技術突破、實驗室研發、原理樣機研制,進展到產品工程化的關鍵一步。

圖:天算1號工程機外觀

天算1號的發布讓公眾見證了量子計算機一步步向 商業 化邁進,從而燃起公眾對商用量子計算機的熱烈期待。但公眾仍然想知道,“我的辦公室什么時候能擁有一臺量子計算機?”

從當前行業發展來看,量子計算仍停留在技術探索階段。隨著量子計算硬件開始進入百位量子比特的含噪聲中等規模量子處理器(NISQ)時代,產業界基于NISQ樣機開展量子算法研究和應用場景探索。量子計算應用場景探索主要集中在量子模擬、組合優化和線性代數求解等領域。

目前量子 金融 領域的商用價值已經被挖掘。2022年摩根大通在Honeywell的H1-2離子阱芯片上實現了使用量子芝諾動力學來解決 投資 組合優化問題。同時摩根大通還與美國首家上市的離子阱量子計算硬件公司IonQ合作,共同演示了迄今為止最大的量子硬件約束優化。演示結果更清晰地展示了量子計算技術在解決有限優化問題的優勢,未來這將在包括金融在內的許多行業中得到應用。

作為國內首家兼具量子計算、量子通信核心技術儲備與產品研發能力的 科技 創新型企業,啟科量子在量子計算金融應用上也做了一些嘗試。如在量子期權定價方面,啟科量子開發了一款基于量子蒙特卡羅方法的期權定價金融應用,未來有望在少量量子比特數的情況下,使用較短時間就能算出期權的定價結果。

總之,量子計算的未來將滲透到諸如科學、技術、 經濟 、社會、軍事等眾多領域,對人類社會發展產生深遠且廣泛的影響。

讀到這里,也許你會認為量子計算機已經實現工程化,只剩下工程優化的工作,其商用化將指日可待。但其實解決工程優化的問題對科研人員來說將是巨大的挑戰,主要亟待解決的問題包括:

1、當前專用型量子計算機只能解決特定的問題,無法完全替代通用型量子計算,啟科量子目前研制的工程機正是朝著通用型的方向發展;

2、目前量子計算機的體積非常巨大,無法集成在一個小小的機箱里;

3、量子計算機初期研發成本非常高,遠遠超過當前的經典計算機,所以就性價比來看,很難進行大面積商業化推廣;

4、由于離子阱穩定運行需要超高真空、超低溫、屏蔽電磁干擾等非常苛刻的環境,因此通常需要非常復雜和龐大的設備才能滿足環境要求,同時環境的穩定性和可靠性也需要進一步提高。

綜合以上分析,我們可以判斷出量子計算從實驗研究轉化為現實可應用的技術,仍然任重而道遠。而啟科量子本次發布的離子阱量子計算工程機是加速“量子化”的關鍵一步,讓公眾看到了量子計算產業化的曙光,相信未來在政產學研用各個方面的積極參與和密切配合下,量子計算機將被推入快車道,加速走進“辦公室”。