中國最新量子計算機「悟空」將面世　首條量子晶片生產線緊鑼密鼓

電影《流浪地球2》中，擁有超強算力和自我意識的量子計算機大放異彩，而近日，在安徽合肥，國內首條量子晶片生產線正在緊鑼密鼓生產，在這，中國最新量子計算機「悟空」即將面世。本源量子創始人、首席科學家郭國平表示，3至5年內，量子計算將發揮加速器價值，在人類實際生產生活中產生看得見的效益。

據《澎湃新聞》報道，在高性能計算中，摩爾定律受制於物理極限，晶片發熱消耗大量能量散熱，故亟需新的計算模式出現。與傳統計算機使用的二進制數字0或1相比，量子計算機使用的量子比特以一種0和1複雜混合的量子態表示和存儲信息。量子計算利用諸如疊加和糾纏等量子現象進行計算，可實現經典計算技術無法比擬的巨大信息攜帶量和超強並行計算處理能力。

其優勢在於與經典計算機的半導體晶片工藝相兼容，並將有望實現晶片的大規模量子比特擴展。而在全球，量子計算正掀起一輪競爭，超過100間量子計算公司投下重本進行研製，其中加拿大的量子計算公司2011年出售了其第一個量子計算機，美國IBM公司在2019年將其商用量子計算機交付部署。

中國方面，中國第一家量子計算公司—合肥本源量子計算科技有限責任公司（下稱本源量子）在2020年上線首台國產超導量子計算機「本源悟源1號」，搭載超導6比特量子處理器夸父KFC6-130和本源量子測控一體機。2021年，其研發的「悟源」24比特超導量子計算機實現整機交付，使中國成為世界上第三個具備量子計算機整機交付能力的國家。

這背後離不開身兼科學家及創業者的郭國平，除了是本源量子創始人、首席科學家，他還是中科院量子信息重點實驗室副主任以及中國科學技術大學微電子學院副院長，並見證著中國量子技術的起步與發展。

1996年，當時青出於藍的郭國平出於興趣，從中國科學技術大學外語系轉入了物理系，並在大二時遇上著名量子信息學家郭光燦的量子研究團隊，之後在該校一直讀到博士，畢業後留校任教。讀碩博期間，郭國平發現外國的頂級高校都在從事半導體量子計算方面的研究，在該領域，中國幾乎空白。於是經和導師商量，他決定走一條更難走的路，轉為研究半導體量子晶片。

多年後，量子計算已經發展到科學研究與工程技術並重的階段，不過作為前沿研究，即便花上10至15年也無法確定未來，為此企業不願意投入，拒與郭國平團隊合作開發量子計算機。因此，在2017年，郭國平與郭光燦院士帶領中科院量子信息重點實驗室博士團隊，聯合創立本源量子，致力於研發可供用戶交互使用的工程化量子計算機，令中國擁有自主可控的量子計算能力。郭形容，自己創業是被「逼上樑山」，根本沒想過賺錢的問題，初期遇上經濟困難，他不惜賣掉房子以保公司。

皇天不負苦心人，郭國平表示，20年前，量子實驗室非常簡陋，只有一張桌子、一把椅子，唯一一把椅子還被坐壞了，「我們最早一批人是『站』著研究的」。到了2022年，本源量子已是全球融資最多的量子計算公司。

據介紹，量子計算機中的量子晶片相當於傳統計算機中的CPU（中央處理器），作為首席科學家，郭國平自2010年起連續承擔973國家重點基礎研究發展計劃項目（Ａ類）固態量子晶片項目和半導體量子晶片項目。目前，本源量子已先後推出第一代6比特超導量子芯片夸父KF-C6-130、 第一代24比特超導量子芯片夸父KF-C24-100、第二代矽基自旋2比特量子芯片玄微XW-S2-200等，為應對即將面世、能力更強的「悟空」量子計算機，為其配套的「悟空芯」正緊鑼密鼓地生產。

展望未來，郭國平表示，3至5年內，量子計算將會在人類實際生產生活中產生看得見的效益。其至少可以發揮加速器的價值，大幅降低計算時間和成本，例如，10台傳統超算計算一個問題需時一個月，但若疊加量子計算機，時間或會縮減至3至7天，「加速器的作用不是替代傳統計算機，而是讓傳統計算機算得更快」。