日前,國內量子計算頭部企業啟科量子正式發布了工程機1.0(中文簡稱“天算1號”),這是我國首臺模塊化離子阱量子計算工程機,標志著我國原子型量子計算機邁出了從關鍵技術突破、實驗室研發、原理樣機研制到產品工程化的關鍵一步。

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圖一:天算1號工程機外觀圖

據悉,該工程機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評審鑒定,專家對該工程機的技術先進性和產品的創新型給予了一致認可。

天算1號工程機由工作環境控制系統、離子阱系統、光學系統、電子測控系統四大子系統構成,工作環境控制系統主要是提供超高真空環境以減少背景氣體分子對離子的碰撞,離子阱系統提供離子源并實現對離子囚禁,光學系統實現對離子冷卻以及量子態操控,電子測控系統通過指令時序調節電壓、激光等參數以實現計算的主要步驟。每個系統由若干模塊組成,各個模塊通過插箱方式實現與整機系統的互聯。

圖二: 天算1號工程機分系統框架圖

啟科量子方向記者透露,公司研發工程機的目的是要實現離子阱量子計算機硬件工程化、操作界面智能化,工程化通過模塊-系統-整機設計的方法來實現量子計算整機,智能化通過集成的智能界面降低了量子計算機的操作復雜性,拓寬量子計算機的適用人群范圍。

實現量子計算機的方案有離子阱、超導、量子點、光量子等多種,與其他方案相比,離子阱方案具有很多天然優勢,如無需極低溫冷卻、天然離子量子位具有全同性、保真度高、相干壽命長、糾錯編碼開銷需求低、通過光子操控互聯與量子網絡兼容等。

目前美國IonQ、Honeywell等企業,在離子阱的研發和工程化方面處于相對領先地位。啟科量子作為亞洲第一家以離子阱為技術路線的量子計算公司,自2021年10月開始工程化研發,通過前期的調研論證,以及研發過程中的反復測試調整,攻克了多個技術難題,成為全球范圍內少數擁有實現離子阱量子計算工程化能力的企業之一,打破了國外企業的壟斷局面,在全球離子阱量子計算機的工程化技術中處于第一方陣。

公司副總裁韓琢表示,天算1號僅僅是啟科量子實現分布式離子阱量子計算的一小步,接下來啟科量子將加大研發力度,突破技術瓶頸,實現數百邏輯比特的分布式運算,持續打造核心競爭力以成為多領域用戶的價值伙伴。

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