探访合肥市本源量子计算机组装与测尝尝验室“造出中国人自己的量子计算机”

量子打算机是实现量子打算任务的物理装置。
与经典打算机比较，量子打算机拥有并行性、指数级加速等上风，打算能力非常强大，可在大数据、网络信息安全和人工智能、新药研发、金融工程等领域大显技艺。

“在信息时期，算力表示国力。
算盘和现有打算机的算力差距，便是现有打算机和量子打算机的算力差距。
”中国科学院量子信息重点实验室副主任、中国科学技能大学教授郭国平对本报说，“我们在量子打算研发奇迹上的初心，便是造出中国人自己的量子打算机。
”

经由20多年的“修炼”，中国的量子打算机发展成绩亮眼。
近日，本报走进本源量子，现场感想熏染量子打算机的魅力。

初心

几代科学家的接力

中国量子打算机的发展，经历了几代科学家的接力，其起步，可以追溯到26年前。

“1998年，我在筹办一个‘量子通信和量子打算’科学会议，为了扩大会议影响，希望约请‘两弹一星’元勋钱学森来主持会议。
”中国科学院院士、中国科学技能大学教授郭光灿说。

在致钱学森的信中，郭光灿对发展量子信息技能的主要性做理解释，并热切约请钱学森主持会议。

没多久，郭光灿就收到了钱学森的复书。
钱学森高度赞许他的不雅观点，认为“我国应集全国力量占领量子信息系统的技能问题”。

从那时起，以郭光灿为代表的科学家开始了研究量子打算机的征程。
回顾往昔，郭光灿对本报说：“迅速地研发出可以直接应用的国产量子打算机，并在国民经济各个领域发挥量子打算上风的浸染，是我们这一代人义不容辞的历史义务。
”

然而，中国量子打算机的研究之路，并不是一帆风顺的。

在当时，海内的量子研究并没有引起足够的重视。
郭光灿于1998年、1999年、2000年3次申请国家重点根本研究发展操持（973操持），均以失落败告终。

面对这样的困境，郭光灿没有气馁，他始终认为绝不能错过发展量子信息的大好机遇。
后来，他成立了中国科学院量子信息重点实验室，这是中国第一个量子信息实验室。

初始的实验室相称简陋，“只有一台386电脑，一台针式打印机，就两个设备。
”郭光灿的一逻辑学生回顾说，当时大家都是排着队用设备的，谁到点了，哪怕没算完也得换人。

功夫不负有心人，2001年，在第四次申请之后，郭光灿终于成功申请到了国家首个量子信息领域的973操持，得到2500万元科研经费。
该项目的履行对中国量子打算研究发达发展并在国际上霸占一席之地有主要浸染。

作为本源量子的首席科技顾问，郭光灿不仅要考虑自己的团队，更要考虑国家量子信息未来的发展。
“中国要在世界上竞争，靠一个团队是弗成的，必须联络海内所有力量来参与竞争。
”此后，郭光灿组建起了量子信息科学军队。
这个军队里，走出了郭光灿等5位中国科学院院士。

韶光来到2010年，郭光灿的学生郭国平接过接力棒，担当了“固态量子芯片研究”重大专项首席科学家。
郭国平说：“绝不能在关键核心技能领域受制于人，一定要有中国自主可控的量子打算机。
”

2010年，郭国平申请了中国“超级973”科技专项“固态量子芯片”重大项目，任首席科学家，并于2013年在“一个电子”上实现10皮秒（1皮秒即是一万亿分之一秒）级量子逻辑门运算，将原天下记录提高近百倍，为实现基于半导体的量子打算机迈出主要一步。

2012年暑假，正在选择研究生方向的孔伟成初次来到中国科学院量子信息重点实验室，参与了一组公开课的录制过程。
当时，担当量子信息重点实验室主任的郭光灿进行授课，作了一场名为《来自量子天下的新技能》的科普报告。
那一次报告让孔伟成爱上了量子，决定从事这方面研究。

“为国家研发自己的量子打算机，是我的梦想，也是我的义务。
”科研之路，好比穿越量子打算“无人区”，孔伟成常这样想。
现在，在量子打算机领域研讨10多年的孔伟成已经发展为安徽省量子打算工程研究中央副主任、“本源悟空”硬件研制团队卖力人。

2017年，郭国平领衔创办了中国首家量子打算机家当化企业——本源量子，致力于中国量子打算的工程化和家当化。
作为本源量子团队成员，郭光灿与郭国平带领中国科学院量子信息重点实验室的研究职员默默耕耘，孔伟成也加入个中，担当量子打算测控系统和整机组装研发事情。

技能

关键组件实现国产

“超导量子打算机家当链有多个关键点，芯片、测控系统、制冷系统、软件及操作系统。
”郭国平说。

逢山开路，遇水架桥。
量子芯片、量子打算测控一体机、量子操作系统、量子软件、量子打算云平台……为造出中国人技能自主可控的量子打算机，本源量子培植了量子芯片制造封装和量子打算机组装测试两大实验室，完成了从芯片到整机软硬件的全栈式开拓。

“每一项研发都要从零做起，意味着巨大的寻衅。
”郭国平说。

“实现国产自主研发量子打算机决不能靠商用仪器拼凑，我们须要造出量子打算机真正须要的掌握系统。
”孔伟成对本报说。

2018年12月，完备自主知识产权的首款国产量子测控系统——本源量子测控一体机研制成功。
该量子测控一体机不仅能最大程度发挥量子芯片性能，还能运用于精密丈量等更广泛的科研领域，补充了海内涵量子测控领域的空缺。

2020年9月，首台国产工程化量子打算机原型机本源悟源上线发布，2021年，中国第一台量子打算机交付中国用户利用。

“想要搭建一个可以利用的量子打算机，不仅要去项目现场，还要调动险些所有的团队资源。
”孔伟成说，那一年，他险些都是在研发平台和外地两头跑。

“到了末了一个月，全体团队基本就没有安歇过，还有大量未占领的难题。
”孔伟成回顾道，“上线前3个小时，我们修复了末了一个漏洞，系统正常运行起来。
那天我只睡了1个小时，但完成上线时，心里是满满的造诣感，更有作为中国人的自满感。
”

这台交付的量子打算机，使得中国成为天下上第三个具备量子打算机整机交付能力的国家。

2021年，中国自主研发的量子打算机操作系统本源司南出身。

自此，中国科研团队开拓出中国第一套量子打算机测控系统和操作系统、上线中国第一个搭载量子打算机真机的量子打算云平台、研发出中国首个自主量子芯片设计软件——本源坤元Q—EDA……从硬件、软件、人才和家当方面提高中国量子打算原始创新能力。

今年1月6日，由本源量子公司研制的中国第三代自主超导量子打算机“本源悟空”上线运行，并向环球用户限时免费开放。
“本源悟空”的国产化率超过80%。
其搭载了中国首条量子芯片生产线上生产的72打算比特量子芯片、中国首套量子打算测控系统、中国首款量子打算机操作系统。

这是中国量子算力首次大规模、永劫光向环球开放，标志着中国正式进入量子算力“可用”时期，也意味着中国自主超导量子打算机制造链已然“成链”。

孔伟成先容，新机器匹配了本源第三代量子打算测控系统“本源天机”，实现了海内首次量子芯片的批量自动化测试，使量子打算机整机运行效率提升数十倍。

除了硬件，“本源悟空”还搭载了中国首个量子打算机操作系统——本源司南3.0版本。
操作系统研发团队卖力人窦猛汉见告本报，这一系统在海内首次实现了对量子打算任务批处理的支持，不但能够支持量超协同打算，还可高效调度量子打算资源，大幅提升量子打算机整机运行效率。

今年5月，量子打算机“本源悟空”核心部件——高密度微波互连模组在合肥完成重大打破，成功办理“一根线”的“卡脖子”问题，实现完备国产化。

量子芯片是“量子打算大脑”，须要在靠近绝对零度的极低温环境中运行。
高密度微波互连模组则犹如“神经网络”，该模组中有一根至关主要的“线”——极低温特种高频同轴线缆。
有了这根线，高密度微波互连模组既能准确传输旗子暗记，又能隔绝热量，为“量子打算大脑”与外部设备之间的量子信息传输建立起高速、稳定的通道。

“为办理这一难题，我们与中电科40所联合攻关，研制出适用于极低温环境的高密度微波互连模组，并实现了该模组的国产化。
”安徽省量子打算工程研究中央副主任、“本源悟空”量子芯片研制团队卖力人贾志龙说，“这对中国超导量子打算机的家当化有积极浸染。
”

这款国产高密度微波互连模组可为超100位量子芯片供应微波旗子暗记传输通道，能够在极低热泄露环境下实现微波旗子暗记的跨温区稳定传输。

今年6月，国产超导量子打算机关键设备——本源SL1000国产稀释制冷机在合肥成功升级下线，标志着中国在稀释制冷领域已达国际前辈水平。

“截至8月16日，‘本源悟空’已吸引环球范围内125个国家近1400万人次访问，成功完成超25.2万个运算任务。
”安徽省量子打算工程研究中央副主任、“本源悟空”云做事研制团队卖力人赵雪娇对本报说。

传承

量子“马拉松”任重道远

“量子打算机怎么用？”“中国的量子打算机是若何造出来的？”“‘悟空’为何有这么多线？”……6月1日，在本源量子的量子打算机组装与测尝尝验室，30多名来自合肥当地中学和小学的学生围着量子打算机群好奇发问。

当日，由安徽省少工委、安徽省量子打算工程研究中央联合举办的首次“中国自主量子打算机群开放授课活动”在本源量子量子打算机组装与测尝尝验室举行。
少先队辅导员代表老师舒会丽和孔伟成共同用中国自主量子打算机真机为孩子们讲授了一堂生动的量子打算科普课。

“同学们，我们面前的这个‘大家伙’便是中国第三代自主超导量子打算机‘本源悟空’。
它的名字来自于中国神话故事里孙悟空，传说孙悟空有72变，而量子打算机‘本源悟空’有72量子打算比特，寓意中国自主量子打算机如孙悟空般强大。
这台量子打算机，是中国几代科学家奋斗数十年的结果。
”

在“本源悟空”等5台中国自主超导量子打算机群前，两位老师用普通易懂的措辞向青少年阐明量子打算知识，回答了中国为什么要有自己的量子打算机等问题，鼓励小朋友们从小努力学习科技知识，树立科技自主自强志向，将来用科技报效祖国。

“安徽是中国最先开始量子打算研究及家当化的省份，在国外量子打算发达国家已开设量子打算高中课程的国际背景下，我们要积极探索中国量子打算科普教诲的新方法、新路径。
”赵雪娇说，“目前中国量子打算人才仅千人旁边，中国未来家当的人才培养已迫不及待。
”

从探索到研发再到传承，中国科学家们的奋斗轨迹，也是中国量子打算行业从无到有的缩影。

2016年8月，国务院印发《“十三五”国家科技创新方案》，将量子打算机纳入科技创新2030—重大项目。
2021年，“量子信息”首次涌如今“十四五”方案及《政府事情报告》中。
这一年起，教诲部正式把量子信息科学纳入本科生教诲，以加快量子领域人才梯队培养。
越来越多的人才流向量子赛道，家当得以发达发展。

在量子打算机工程之路上，中国科学家们不仅催生出一大批原创性成果，还牵头组建了海内第一家量子打算家当同盟。
截至2024年7月，超100家企业、高校等机构加入同盟，涉及航空航天、大数据、前辈打算、金融等领域。

时至今日，中国已稳定确立量子打算研究国际第一方阵地位，并成为天下上第三个可以交付量子打算机整机的国家。

在郭国平看来，量子打算是一门艰深的学科，目前所做的研究不过是刚刚敲开量子科技的大门，在诸多物理体系的技能打破上仍充满寻衅。
“这场量子打算的环球竞争，实质上更像一场马拉松，任重道远。
”郭国平说。
( 徐 靖 杨俊峰)

来源：公民日报外洋版