近日，記者從中國電信量子研究院獲悉，搭載“祖沖之三號(hào)”同款芯片的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“天衍-287”已完成搭建。

該量子計(jì)算系統(tǒng)具備“量子計(jì)算優(yōu)越性”能力，處理特定問題的速度比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快4.5億倍，未來將接入“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)并首次面向全球開放應(yīng)用服務(wù)，這也將是我國首個(gè)具備“量子計(jì)算優(yōu)越性”的量子計(jì)算云平臺(tái)，這標(biāo)志著我國在推動(dòng)量子計(jì)算實(shí)用化道路上邁出重要一步。

領(lǐng)跑全球硬核技術(shù)刷新世界記錄

2025年3月，國際期刊《物理評(píng)論快報(bào)》以封面論文的形式刊發(fā)了我國超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之三號(hào)”最新成果，這是我國繼“祖沖之二號(hào)”之后再一次打破超導(dǎo)體系“量子計(jì)算優(yōu)越性”紀(jì)錄。

所謂“量子計(jì)算優(yōu)越性”，是指量子計(jì)算系統(tǒng)特定任務(wù)上展現(xiàn)出遠(yuǎn)超經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)的能力。“量子計(jì)算優(yōu)越性”是衡量量子計(jì)算系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)，它驗(yàn)證了量子計(jì)算系統(tǒng)超越傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)的可行性，是量子計(jì)算走向?qū)嶋H應(yīng)用的前提，已經(jīng)成為展示一個(gè)國家量子計(jì)算研究實(shí)力的關(guān)鍵里程碑。

公開資料顯示，“祖沖之三號(hào)”包含105個(gè)數(shù)據(jù)比特和182個(gè)耦合比特，實(shí)現(xiàn)了對(duì)83比特32層復(fù)雜度的“量子隨機(jī)線路取樣”任務(wù)的快速求解。與現(xiàn)有最優(yōu)經(jīng)典算法相比，“祖沖之三號(hào)”處理量子隨機(jī)線路取樣問題的速度比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快15個(gè)數(shù)量級(jí)（快千萬億倍），綜合性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。

國家發(fā)展改革委在近期“高質(zhì)量完成‘十四五’規(guī)劃”系列主題新聞發(fā)布會(huì)上明確指出，“祖沖之三號(hào)”量子計(jì)算原型機(jī)領(lǐng)跑全球。該成果不僅是我國在量子計(jì)算領(lǐng)域躋身世界前列的鮮明標(biāo)志，也是在此關(guān)鍵科技賽道“下好先手棋”的生動(dòng)實(shí)踐。

協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)學(xué)研用深度融合發(fā)展

此次即將上線的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)使用“祖沖之三號(hào)”同款系列芯片，擁有105個(gè)數(shù)據(jù)比特和182個(gè)耦合比特，與備受矚目的“祖沖之三號(hào)”同根同源，具備量子計(jì)算優(yōu)越性，由中電信量子集團(tuán)與國盾量子聯(lián)合團(tuán)隊(duì)搭建和調(diào)測完成。

記者獲悉，此次搭建過程體現(xiàn)出“全國產(chǎn)”、“AI賦能”、“超量融合”三個(gè)方面技術(shù)突破。首先，搭建過程使用了全國產(chǎn)的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備和元器件，大容量稀釋制冷機(jī)、測控電子學(xué)、低溫元器件等關(guān)鍵部件全部由國內(nèi)廠商研發(fā)生產(chǎn)，中國電信牽頭國內(nèi)生態(tài)廠商構(gòu)建了全國產(chǎn)化的超導(dǎo)量子計(jì)算供應(yīng)鏈體系，其次，團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了AI賦能的超導(dǎo)芯片參數(shù)自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，在人工智能技術(shù)賦能下，成功實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算系統(tǒng)的高效、高精度自動(dòng)校準(zhǔn)與維護(hù)，最后，通過將這臺(tái)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)與“天翼云”超算集中部署，基于硬件直連達(dá)成高帶寬的量超融合，實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算和超算的低延時(shí)交互，助力算力資源的協(xié)同調(diào)度，構(gòu)建“硬件—軟件—云平臺(tái)—生態(tài)”的全國產(chǎn)化量子計(jì)算全棧式工具體系。

中電信量子集團(tuán)量子計(jì)算高級(jí)研究員、測控團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張鑫方介紹，此次搭建過程中，團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)完成了整機(jī)系統(tǒng)的集成、調(diào)試和上云：首先確保了國產(chǎn)量子“冰箱”——稀釋制冷機(jī)在高熱負(fù)載下的穩(wěn)定長期運(yùn)行，滿足超導(dǎo)芯片極低溫、低噪聲的工作環(huán)境和長期云服務(wù)的穩(wěn)定需求；在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)集成低溫衰減、濾波、隔離等操控信號(hào)鏈路，結(jié)合室溫高性能量子計(jì)算測控系統(tǒng)ez-Q Engine 2.0，基于量子計(jì)算測控軟件系統(tǒng)QOS結(jié)合AI輔助自動(dòng)校準(zhǔn)技術(shù)，為“祖沖之三號(hào)”芯片構(gòu)筑了全鏈條自主可控的高精度測控運(yùn)維平臺(tái)；最后，通過硬件接口抽象適配，“天衍”云平臺(tái)及Cqlib量子編程框架實(shí)現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)的資源管理與任務(wù)調(diào)度，全面釋放其開放云服務(wù)的能力。

產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)云服務(wù)開啟量子計(jì)算新時(shí)代

量子計(jì)算云平臺(tái)不僅為量子計(jì)算的未來應(yīng)用提供了關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，更是構(gòu)建完整量子產(chǎn)業(yè)生態(tài)的戰(zhàn)略支點(diǎn)。通過云端服務(wù)模式，量子計(jì)算云平臺(tái)有效降低了技術(shù)應(yīng)用門檻，加速了量子計(jì)算從實(shí)驗(yàn)室研究向?qū)嶋H場景落地的進(jìn)程，是量子計(jì)算走向應(yīng)用的重要一步。

2023年11月，中電信量子集團(tuán)正式發(fā)布“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)天翼云超算能力和176量子比特超導(dǎo)量子計(jì)算能力的融合。目前，公司已圍繞“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)成功打造覆蓋超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交付運(yùn)營、云平臺(tái)服務(wù)、教研體系化、行業(yè)應(yīng)用解決方案的量子計(jì)算產(chǎn)品體系，在算力建設(shè)、算力調(diào)度、軟硬件服務(wù)、商業(yè)應(yīng)用探索四大領(lǐng)域均實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先。“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)現(xiàn)訪問量已突破3700萬，覆蓋海內(nèi)外60多個(gè)國家的用戶，實(shí)驗(yàn)任務(wù)數(shù)超過270萬。

“我們希望能夠?yàn)楦嘈袠I(yè)用戶和科研機(jī)構(gòu)提供算力支撐，不斷拓展量子計(jì)算的應(yīng)用邊界，助力我國在量子計(jì)算這一國際競爭前沿領(lǐng)域持續(xù)提升核心競爭力與話語權(quán)。”量子計(jì)算和精密測量事業(yè)部總經(jīng)理查子龍表示。