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量子计算点亮新未来

——访北京中科弧光量子软件技术有限公司总经理赵立祥
2024-07-09 15:21:50
来源:中国高新技术产业导报 作者:李争粉 评论:0
  本报记者 李争粉

  “量子计算带来指数级增长的颠覆性算力,将成为未来信息产业的基础,点亮新未来。”在第十二届中国创新创业大赛上,荣获大赛成长组二等奖的北京中科弧光量子软件技术有限公司联合创始人兼总经理赵立祥如是说。

  “通过大赛搭建的舞台,弧光量子被更多人认识;通过大赛我们也学习了解了很多企业科技创新高质量发展的路径,这些都是我们要努力学习的。”赵立祥表示。

  从事量子软件研究近20年

  “弧光量子是一家专注于量子软件和量子计算应用的高科技企业。”赵立祥说,成立近4年来,弧光量子以加速量子信息产业发展为己任,在金融、新材料、新能源、生物制药等诸多领域为客户提供最前沿的量子机器学习、量子计算生物化学等软件产品和技术服务。

  2020年11月,弧光量子在北京成立,由中国科学院软件研究所及其量子软件研究团队共同出资设立,依托中国科学院计算机科学国家重点实验室,以产业化运营方式推进量子软件的快速发展和广泛应用。核心团队成员40余人,80%以上来自清华、北大、中国科学院等高校及科研院所,硕博学历人员占比在90%以上。

  “弧光量子研究团队从事量子计算及量子软件研究近20年,研发了国内首个量子程序设计与验证平台isQ。”赵立祥表示,该平台包括量子程序设计、编译、模拟、分析与验证等系列工具,已上线的功能包括编译器、模拟器、模型检测工具、定理证明器4个部分。其中的定理证明器是国际上首个量子程序定理证明器,对量子程序的正确性验证有着十分重要的作用。

  目前,弧光量子作为国内唯一的量子计算基础软件企业,将软件部署在国内最领先的超导量子计算机、离子阱量子计算机上;也是国内唯一交付量子EDA软件工具的企业,其软件已在中国科学技术大学及合肥国家实验室实际生产线上使用,并在持续迭代中;还参与了科技部科技创新2030“量子通信与量子计算机”重大项目中的“量子算法与软件开发的理论、方法与核心技术”课题研究。

  部署新一代量子计算云平台

  量子计算作为突破经典计算算力极限的革命性技术,提高量子比特数量和操作精度成为科学与企业界实现大规模应用的关键。而量子计算云平台旨在通过云技术连接用户与量子计算设备,支持用户远程进行量子计算实验和开发等。但由于量子计算机研发门槛极高、运行环境严苛、辅助设备复杂等,目前全球接入量子计算真机的云平台很少,更缺少能实现量子优越性的高性能量子计算机。

  2022年9月25日,弧光量子云平台1.0正式发布,该平台是集成多条技术路线的量子云平台,以该企业参与研发的isQ量子编程软件为核心,联合多家先进量子计算硬件单位,旨在提供便捷高效的量子计算服务。

  “弧光量子对于自身在整个量子计算产业链中的定位,是希望能够提供全周期全流程的全栈式软件服务,并致力于成为世界一流的量子软件产品和服务提供商。”赵立祥表示,“具体到产品层面,主要可以分为两个部分,其一对于底层硬件,我们为量子计算芯片的研发团队提供硬件研发过程中所必需的基础软件,如EDA量子测控系统等;其二对于上层应用,我们开发了量子云平台,直接赋能各个应用端的使用者、终端客户及量子程序的开发人员。”

  中国科学技术大学研究团队构建了66比特可编程超导量子计算机“祖冲之号”,是目前全球仅有的2台完成了“量子计算优越性”里程碑式实验的超导量子计算机。但“祖冲之号”量子计算机需要服务于重大科技攻关项目,难以满足外部的体验和使用需要。

  围绕“祖冲之号”研究团队开发的量子芯片,国盾量子和中国科学技术大学开发了超导量子计算操控系统ez-QEngine、中国科学院软件所和弧光量子开发了量子计算编程软件isQ-Core,以及国防科技大学联合华东师范大学等国内外团队开发了“青果”(Quingo)量子编程语言。

  2023年5月31日,国盾量子携手弧光量子等发布新一代量子计算云平台,接入“祖冲之号”同款176比特超导量子计算机。该平台开放之后,通过互联网就能远程访问量子计算机。

  这是国产量子计算软硬件结合迈出的重要一步,不仅刷新了我国云平台的超导量子计算机比特数纪录,也是国际上首个在超导量子路线上具有实现量子优越性潜力、对外开放的量子计算云平台,将进一步推动量子计算软硬件发展及生态建设。

  赋能千行百业

  目前,弧光量子已在金融、医药健康、新能源、新材料等诸多领域为客户提供最前沿的机器学习、量子化学等软件产品和技术服务。

  为了加速构建量子计算生态,弧光量子团队已将量子编程软件isQ及isQ-Core、离子阱量子控制软件Cion正式开源,并将同步建设开源社区。

  “量子计算机和人工智能之间的协同作用,将对药物和其他材料的发现产生最明显的好处。”赵立祥说,为了在数十亿药物中筛选出最有希望的候选药物,将高精度但昂贵的量子力学计算与人工智能相结合是至关重要的。人们普遍认为,一旦机器达到足够的规模,化学、生物模拟也将成为量子计算最早产生巨大影响的领域之一。

  2024年1月9日,北京金融科技产业联盟启用了面向金融行业应用的量子技术金融应用联合实验室。该实验室旨在搭建一个开放合作平台,推动量子技术在国内金融行业的技术验证和应用落地。

  “量子计算现阶段正处于从原型机到专用机的攻坚时期,我们集合所有力量,就是希望向最终实现通用量子计算探索出一条切实可行的道路,同时不断推进前沿科技沿途‘下蛋’。”

  “未来,弧光量子将持续加大新一代量子计算技术的研发力度,推动各项科技前沿研究成果应用落地,为全行业共同滋养量子计算开发生态凝聚力量,携手攀登量子计算科学高峰。”赵立祥表示。

(责任编辑:韩梦晨)

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