戍天九思：第三代问世！中国离通用量子计算机还有多远？

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　　据1月6日《科技日报》报道，中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”今日在本源量子计算科技（合肥）股份有限公司上线运行。

　　那么，中国有了超导量子芯片和超导量子计算机，离通用量子计算机还有多远呢？

　　中国超导量子计算机正在加速迭代升级

　　报道称，这台量子计算机搭载72位自主超导量子芯片“悟空芯”，是目前我国最先进的可编程、可交付超导量子计算机。

　　超导量子计算机是基于超导电路量子芯片的量子计算机。国际上，IBM与谷歌量子计算机均采用超导技术路线。“本源悟空”匹配了本源第三代量子计算测控系统“本源天机”，在国内首次真正落地了量子芯片的批量自动化测试，量子计算机的整机运行效率提升了数十倍。

　　▲本源量子计算机

　　“悟空”搭载的是72位超导量子芯片“悟空芯”。该芯片在中国首条量子芯片生产线上制造，共有198个量子比特，其中包含72个工作量子比特和126个耦合器量子比特。

　　此次发布的中国第三代72比特超导量子计算机取名“悟空”，来源于中国传统文化中的神话人物孙悟空，寓意如孙悟空般“72变”。

　　大家可不要小看这72个工作比特量子计算机， 2019年9月全球第一台实现“量子称霸”的美国谷歌公司推出的“悬铃木”量子计算机只有53量子比特，“悟空”的量子算力远远超过“悬铃木”。

　　量子芯片也像传统硅基芯片一样迭代升级，本源量子超导计算机也是一代芯片一代计算机，目前正在加速迭代升级。

　　第一代本源超导量子计算机，2020年9月12日发布，量子芯片为6比特。

　　第二代本源超导量子计算机，2022年12月发布，量子芯片为24比特。

　　目前，第一代、第二代超导量子计算机均已交付中国用户使用。

　　中国成为第三个具备整机交付量子计算机的国家

　　目前，具备整机交付量子计算机的国家只有加拿大、美国和中国，而且都是超导量子计算机。

　　从量子计算专利看，美国专利申请第一，占比56%，中国第二，占比26%。总体上，中国在量子计算上与美国有一定差距，特别是量子芯片产业化上差距更大一些。

　　世界上第一台商用量子计算机——2007年加拿大D-Wave公司推出的商用退火量子计算机。采用的是超导量子技术路线，该公司的退火量子计算机2018年已具备2000量子比特处理能力，2019年已具备5000量子比特处理能力。目前，美国NASA和谷歌都购买了这种量子计算机去解决实际工作中的优化问题。

　　2023年12月4日，美国IBM公司推出第三代超导量子芯片Condor和量子系统3，其量子芯片为1121比特。此前，它的第一代、第二代量子芯片分别为127比特、433比特。

　　虽然中国“本源悟空”超导芯片只有72工作比特，但是， “九章三号”光量子计算原型机已达到255比特，“祖冲之号”超导量子计算云平台也达到176比特，说明中国量子芯片产业化虽然已经迈开第一步，但任重而道远。

　　中国离通用量子计算机还有多远？

　　2022年11月18日，潘建伟在第五届世界声博会暨2022科大讯飞全球1024开发者节上表示，经过科学家40多年的努力，目前达到量子计算的第一阶段——实现量子优越性。因为量子计算特别容易出错，他期望能够在未来5年的时间实现量子纠错。在此基础上，通过10-15年的努力，构建通用的量子计算机。

　　潘建伟还表示“一旦我们在未来5年内解决了量子纠错问题，我们就能操纵数百甚至数千个量子比特来建立量子模拟器，解决物理、化学和生命科学方面的问题，这些问题是今天的超级计算机永远无法解决的。”

　　特别值得骄傲的是中国精准操控量子比特数目能力世界领先。据《科技日报》2023年7月13日报道，近日，来自中国科学技术大学等单位研究人员成功实现51个超导量子比特簇态制备和验证，刷新了所有量子系统中真纠缠比特数目的世界纪录，将并行多比特量子门的保真度提高到99.05%、读取精度提高到95.09%，并首次演示了基于测量的变分量子算法。相关研究成果7月12日在线发表于《自然》杂志。

　　该成果表明中国在解决量子纠错问题上取得重大阶段性成果，中国离通用量子计算机又前进了一大步，未来可期！