中國迎來首顆500+比特超導量子計算芯片

　　近日，中國科學院量子信息與量子科技創新研究院(以下簡稱“量子創新院”)向國盾量子交付了一款504比特超導量子計算芯片“驍鴻”，用于驗證國盾量子自主研制的千比特測控系統。此款芯片刷新了國內超導量子比特數量的紀錄，后續還計劃通過中國電信集團有限公司量子集團的“天衍”量子計算云平臺等向全球開放。

504比特超導量子計算芯片“驍鴻”

　　測控系統和量子計算芯片是量子計算機的核心硬件。其中，測控系統需要和量子計算芯片交互，實現信號的精確生成、傳輸和處理，會極大地影響量子計算機整體性能。為了驗證大規模測控系統的整體性能及各項指標，最直接的方式是定制專用芯片進行全面系統性的測試。為此，量子創新院定制研發了504比特量子計算芯片“驍鴻”。得益于量子創新院在超導量子計算芯片方面優秀的研發、加工能力，這枚定制芯片在集成超過500比特的同時，量子比特的壽命、門保真度、門深度、讀取保真度等關鍵指標，有望達到IBM等國際主流量子計算云平臺的芯片性能，可以充分滿足千比特測控系統驗證的需求。

　　量子創新院研究員龔明強調，“驍鴻”芯片的主要目的，是為了推動大規模量子計算測控系統的發展，更多考慮的是通過集成更多的比特數和實現各單項指標，來滿足測控系統驗證的需求。刷新中國量子比特數紀錄的“驍鴻”，綜合性能與團隊此前創造量子糾纏數世界紀錄的“祖沖之二號”芯片尚有差距，不具備實現“量子計算優越性”的能力。

　　“驍鴻”芯片將在國盾量子千比特測控系統上進行單比特門、雙比特門、讀取操作及測控系統性能測試，測試工作預計在今年8月前完成。新測控系統集成度較上一代產品提升10倍以上，核心元器件使用國產化設計，在提升操控精度的同時大幅降低了成本。未來，國盾量子將面向萬比特規模，進一步研發適用于可糾錯量子計算機的新型測控系統。

　　在量子計算領域，中國電信集團有限公司量子集團推出的“天衍”量子計算云平臺，基于電信天翼云“國云”優勢，已實現“天翼云”超算能力和176量子比特超導量子計算能力的融合。下一步，該公司將聯合國盾量子，依托“驍鴻”芯片研發量子計算整機，接入“天衍”量子計算云平臺，開放給全球用戶使用。“500+比特量子計算機的云端接入，可以高效承載各領域用戶對有實用價值的問題和算法開展研究，加速量子計算在實際場景中的應用，引領量子計算生態的快速發展。”中國科學技術大學博士、中國電信集團有限公司量子集團副總經理王振表示。

　　超導量子計算芯片可以復用較成熟的半導體芯片加工技術，在比特數量擴展上特別有優勢。“最困難的是如何讓量子比特的質量和數量同步提升，從而真正提升芯片的性能，更精密地調控大規模量子比特，這是國際主流科研團隊都在攻堅的”。量子創新院教授、中國電信集團有限公司量子集團及國盾量子首席科學家彭承志坦言，量子創新院超導量子計算團隊正在研發1000+比特、比特質量高的超導量子計算芯片，向實現容錯量子計算進行攻堅，“量子計算是個漫長征程，要翻過很多高峰才能真正邁向實用，我們接下來要邁出的，才是更關鍵的一步”。