我國(guó)在量子計(jì)算領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，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”近日完成搭建，標(biāo)志著我國(guó)在推動(dòng)量子計(jì)算實(shí)用化進(jìn)程中邁出關(guān)鍵一步。該系統(tǒng)具備“量子計(jì)算優(yōu)越性”，在特定任務(wù)處理速度上比現(xiàn)有最快超級(jí)計(jì)算機(jī)快4.5億倍，未來(lái)將接入“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)并首次面向全球開(kāi)放服務(wù)，這將成為我國(guó)首個(gè)具備“量子計(jì)算優(yōu)越性”的量子計(jì)算云平臺(tái)。

國(guó)際權(quán)威期刊《物理評(píng)論快報(bào)》以封面論文形式刊發(fā)了我國(guó)超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之三號(hào)”的最新成果。該成果顯示，“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，成功實(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。與經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)相比，其處理該問(wèn)題的速度提升達(dá)15個(gè)數(shù)量級(jí)（千萬(wàn)億倍），綜合性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。國(guó)家發(fā)展改革委在近期新聞發(fā)布會(huì)上明確指出，“祖沖之三號(hào)”的研發(fā)成果使我國(guó)在量子計(jì)算領(lǐng)域躋身全球前列。

“量子計(jì)算優(yōu)越性”是衡量量子計(jì)算系統(tǒng)性能的核心指標(biāo)，指量子計(jì)算設(shè)備在特定任務(wù)上展現(xiàn)出的遠(yuǎn)超經(jīng)典計(jì)算機(jī)的能力。這一突破不僅驗(yàn)證了量子計(jì)算超越傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)的可行性，更為量子計(jì)算走向?qū)嶋H應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。目前，全球僅有少數(shù)國(guó)家能夠?qū)崿F(xiàn)這一技術(shù)突破，我國(guó)此次成果標(biāo)志著在該領(lǐng)域占據(jù)了戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

此次搭建的“天衍-287”超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)與“祖沖之三號(hào)”同根同源，由中電信量子集團(tuán)與國(guó)盾量子聯(lián)合團(tuán)隊(duì)完成。該系統(tǒng)在搭建過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了三大技術(shù)突破：一是全國(guó)產(chǎn)化，關(guān)鍵部件如大容量稀釋制冷機(jī)、測(cè)控電子學(xué)設(shè)備等均由國(guó)內(nèi)廠商自主研發(fā)生產(chǎn)，構(gòu)建了完整的國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)鏈體系；二是AI賦能，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了基于人工智能的超導(dǎo)芯片參數(shù)自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，顯著提升了系統(tǒng)校準(zhǔn)效率與精度；三是超量融合，通過(guò)將量子計(jì)算機(jī)與“天翼云”超算中心直連，實(shí)現(xiàn)了量子計(jì)算與經(jīng)典超算的低延時(shí)交互，為算力資源協(xié)同調(diào)度提供了新范式。

據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，搭建過(guò)程中團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)攻克了多項(xiàng)技術(shù)難題。例如，為確保稀釋制冷機(jī)在高熱負(fù)載下的穩(wěn)定運(yùn)行，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了集成低溫衰減、濾波、隔離等功能的操控信號(hào)鏈路，并結(jié)合室溫高性能測(cè)控系統(tǒng)ez-Q Engine 2.0，構(gòu)建了全鏈條自主可控的高精度測(cè)控運(yùn)維平臺(tái)。通過(guò)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)了對(duì)該系統(tǒng)的資源管理與任務(wù)調(diào)度，為其開(kāi)放云服務(wù)能力提供了技術(shù)支撐。

量子計(jì)算云平臺(tái)是推動(dòng)量子計(jì)算從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。2023年11月，中電信量子集團(tuán)發(fā)布的“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)已實(shí)現(xiàn)天翼云超算能力與176量子比特超導(dǎo)量子計(jì)算能力的融合。目前，該平臺(tái)已形成覆蓋系統(tǒng)交付、云服務(wù)、教研體系、行業(yè)解決方案的完整產(chǎn)品體系，在算力建設(shè)、調(diào)度、軟硬件服務(wù)及商業(yè)應(yīng)用探索等領(lǐng)域均處于領(lǐng)先地位。數(shù)據(jù)顯示，“天衍”平臺(tái)訪問(wèn)量已突破3700萬(wàn)，用戶覆蓋全球60多個(gè)國(guó)家，實(shí)驗(yàn)任務(wù)數(shù)超過(guò)270萬(wàn)。

量子計(jì)算和精密測(cè)量事業(yè)部相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，云平臺(tái)的開(kāi)放將有效降低量子計(jì)算技術(shù)應(yīng)用門檻，加速其向金融、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域的滲透。通過(guò)為行業(yè)用戶和科研機(jī)構(gòu)提供算力支撐，平臺(tái)將持續(xù)拓展量子計(jì)算的應(yīng)用邊界，助力我國(guó)在國(guó)際量子計(jì)算競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主動(dòng)地位。此次“天衍-287”的上線，標(biāo)志著我國(guó)量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)邁入新階段。