近日,國內(nèi)首臺(tái)模塊化離子阱量子計(jì)算工程機(jī)“天算1號(hào)”發(fā)布,該工程機(jī)通過總體設(shè)計(jì)和集成開發(fā),完成量子計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)模塊化、操作便捷化,支持量子開發(fā)人員通過編程完成操控,實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)走出物理實(shí)驗(yàn)室。此次發(fā)布的天算1號(hào)由啟科量子公司成功研制。

天算1號(hào)已通過國內(nèi)量子信息、原子物理、光電子學(xué)等領(lǐng)域知名專家的權(quán)威評(píng)審,評(píng)審專家一致認(rèn)為其綜合工程化水平已經(jīng)進(jìn)入國際先進(jìn)行列。這標(biāo)志著我國量子計(jì)算初創(chuàng)公司在原子型量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)過程中,邁出了從關(guān)鍵技術(shù)突破、實(shí)驗(yàn)室研發(fā)、原理樣機(jī)研制,進(jìn)展到產(chǎn)品工程化的關(guān)鍵一步。

圖:天算1號(hào)工程機(jī)外觀

天算1號(hào)的發(fā)布讓公眾見證了量子計(jì)算機(jī)一步步向商業(yè)化邁進(jìn),從而燃起公眾對(duì)商用量子計(jì)算機(jī)的熱烈期待。但公眾仍然想知道,“我的辦公室什么時(shí)候能擁有一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)?”

從當(dāng)前行業(yè)發(fā)展來看,量子計(jì)算仍停留在技術(shù)探索階段。隨著量子計(jì)算硬件開始進(jìn)入百位量子比特的含噪聲中等規(guī)模量子處理器(NISQ)時(shí)代,產(chǎn)業(yè)界基于NISQ樣機(jī)開展量子算法研究和應(yīng)用場景探索。量子計(jì)算應(yīng)用場景探索主要集中在量子模擬、組合優(yōu)化和線性代數(shù)求解等領(lǐng)域。

目前量子金融領(lǐng)域的商用價(jià)值已經(jīng)被挖掘。2022年摩根大通在Honeywell的H1-2離子阱芯片上實(shí)現(xiàn)了使用量子芝諾動(dòng)力學(xué)來解決投資組合優(yōu)化問題。同時(shí)摩根大通還與美國首家上市的離子阱量子計(jì)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(yōu)化。演示結(jié)果更清晰地展示了量子計(jì)算技術(shù)在解決有限優(yōu)化問題的優(yōu)勢,未來這將在包括金融在內(nèi)的許多行業(yè)中得到應(yīng)用。

作為國內(nèi)首家兼具量子計(jì)算、量子通信核心技術(shù)儲(chǔ)備與產(chǎn)品研發(fā)能力的科技創(chuàng)新型企業(yè),啟科量子在量子計(jì)算金融應(yīng)用上也做了一些嘗試。如在量子期權(quán)定價(jià)方面,啟科量子開發(fā)了一款基于量子蒙特卡羅方法的期權(quán)定價(jià)金融應(yīng)用,未來有望在少量量子比特?cái)?shù)的情況下,使用較短時(shí)間就能算出期權(quán)的定價(jià)結(jié)果。

總之,量子計(jì)算的未來將滲透到諸如科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、軍事等眾多領(lǐng)域,對(duì)人類社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)且廣泛的影響。

讀到這里,也許你會(huì)認(rèn)為量子計(jì)算機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工程化,只剩下工程優(yōu)化的工作,其商用化將指日可待。但其實(shí)解決工程優(yōu)化的問題對(duì)科研人員來說將是巨大的挑戰(zhàn),主要亟待解決的問題包括:

1、當(dāng)前專用型量子計(jì)算機(jī)只能解決特定的問題,無法完全替代通用型量子計(jì)算,啟科量子目前研制的工程機(jī)正是朝著通用型的方向發(fā)展;

2、目前量子計(jì)算機(jī)的體積非常巨大,無法集成在一個(gè)小小的機(jī)箱里;

3、量子計(jì)算機(jī)初期研發(fā)成本非常高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)前的經(jīng)典計(jì)算機(jī),所以就性價(jià)比來看,很難進(jìn)行大面積商業(yè)化推廣;

4、由于離子阱穩(wěn)定運(yùn)行需要超高真空、超低溫、屏蔽電磁干擾等非常苛刻的環(huán)境,因此通常需要非常復(fù)雜和龐大的設(shè)備才能滿足環(huán)境要求,同時(shí)環(huán)境的穩(wěn)定性和可靠性也需要進(jìn)一步提高。

綜合以上分析,我們可以判斷出量子計(jì)算從實(shí)驗(yàn)研究轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)可應(yīng)用的技術(shù),仍然任重而道遠(yuǎn)。而啟科量子本次發(fā)布的離子阱量子計(jì)算工程機(jī)是加速“量子化”的關(guān)鍵一步,讓公眾看到了量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)化的曙光,相信未來在政產(chǎn)學(xué)研用各個(gè)方面的積極參與和密切配合下,量子計(jì)算機(jī)將被推入快車道,加速走進(jìn)“辦公室”。