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【文/觀察者網(wǎng) 李澤西  編輯/張廣凱】

在經(jīng)典計(jì)算機(jī)的早期研發(fā)過程中，中國(guó)十分遺憾地處于跟隨者位置。不過，中國(guó)對(duì)量子力學(xué)前期戰(zhàn)略性的關(guān)注和投入，正在取得令人矚目的回報(bào)。

觀察者網(wǎng)了解到，合肥本源量子計(jì)算科技有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱為“本源”或“本源量子”）即將推出“悟空”計(jì)算機(jī)，以及為其專門配套的“悟空”芯片?！拔蚩铡庇?jì)算機(jī)有望成為國(guó)內(nèi)頂尖的實(shí)用量子計(jì)算機(jī)，部分報(bào)道稱之為“中國(guó)最強(qiáng)量子計(jì)算機(jī)”。

“悟空”的問世究竟有多大意義，與國(guó)內(nèi)其它量子計(jì)算機(jī)有何區(qū)別？中國(guó)量子計(jì)算行業(yè)與西方尚有哪些差距？近日，本源量子的總經(jīng)理張輝接受觀察者網(wǎng)獨(dú)家專訪，透露了“悟空”計(jì)算機(jī)的更多細(xì)節(jié)，并深入探討中國(guó)量子計(jì)算行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。

本源悟源量子計(jì)算機(jī)外景

以下為專訪實(shí)錄：

觀察者網(wǎng)：實(shí)驗(yàn)室階段的量子計(jì)算機(jī)，已經(jīng)不算是非常新鮮的事物了，“悟空”量子計(jì)算機(jī)和芯片有什么特別的意義？是否具備了量產(chǎn)能力？

張輝：現(xiàn)在量子計(jì)算機(jī)處于剛剛從研發(fā)開始轉(zhuǎn)向工程化的階段。本源最主要的責(zé)任不只是在于科學(xué)研究， 更重要的是做工程化的量子計(jì)算機(jī)。如果按整機(jī)來(lái)算的話，從去年以來(lái)總共大概只有兩臺(tái)量子計(jì)算機(jī)的銷售。單純講量子芯片的話，我們一年生產(chǎn)幾百片、幾千片也不是問題。這些生產(chǎn)的量子芯片全部都可以直接用于悟空量子計(jì)算機(jī)，一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)對(duì)應(yīng)專門的一個(gè)量子芯片。

因?yàn)槲覀儎倧难邪l(fā)開始往工程化上在走，所以芯片的生產(chǎn)還是需要不斷地提升質(zhì)量。我們交付給用戶時(shí)，會(huì)從我們的測(cè)試的芯片中挑一塊相對(duì)穩(wěn)定或者質(zhì)量相對(duì)好一點(diǎn)的。

觀察者網(wǎng)：以現(xiàn)在的發(fā)展速度，量子計(jì)算機(jī)大概什么時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用？

張輝：從全球來(lái)看，量子計(jì)算的企業(yè)都是剛從研發(fā)開始往工程化商業(yè)化方向前進(jìn)，目前設(shè)立的目標(biāo)大概是2030年實(shí)現(xiàn)。包括IBM、谷歌這些量子計(jì)算賽道里面最強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)，以及我們本源，都希望在2030年跨入比特位數(shù)比較高的通用量子計(jì)算機(jī)時(shí)代。

觀察者網(wǎng)：量子計(jì)算機(jī)與經(jīng)典計(jì)算機(jī)芯片相比，算力如何？適合哪些應(yīng)用，不適合哪些應(yīng)用？

張輝：我們這次推出的最新產(chǎn)品“悟空”芯片，會(huì)高于64比特位數(shù)。理論上，n個(gè)量子比特位數(shù)的存儲(chǔ)能力，相當(dāng)于2的n次方個(gè)經(jīng)典計(jì)算機(jī)位數(shù)。 但是量子芯片和經(jīng)典計(jì)算機(jī)芯片的算力不能直接對(duì)比，因?yàn)榱孔佑?jì)算機(jī)和經(jīng)典電子計(jì)算機(jī)能解決的問題領(lǐng)域目前是不太一樣的，只有少部分交點(diǎn)。

本源超導(dǎo)24比特量子芯片

量子計(jì)算機(jī)更擅長(zhǎng)海量數(shù)據(jù)并行運(yùn)算、模擬分子原理，經(jīng)典計(jì)算機(jī)處理則較為困難。相反，如果用量子計(jì)算機(jī)去處理傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)很擅長(zhǎng)的加減乘除、運(yùn)行游戲、播放視頻電影等功能，我覺得這體現(xiàn)不出來(lái)量子優(yōu)勢(shì)，量子計(jì)算機(jī)并不對(duì)這些問題有直接的加速的作用。短期內(nèi)，量子計(jì)算機(jī)應(yīng)該不會(huì)去解這些問題，因?yàn)榻?jīng)典計(jì)算機(jī)已經(jīng)解得非常不錯(cuò)了。

觀察者網(wǎng)：那么量子計(jì)算機(jī)的具體應(yīng)用方向有哪些？在本源量子云的網(wǎng)站上，將近一半的應(yīng)用都是金融。在這方面，量子計(jì)算有什么特殊的優(yōu)勢(shì)嗎？在實(shí)際應(yīng)用中，效果如何？

張輝：量子計(jì)算機(jī)在海量數(shù)據(jù)并行運(yùn)算、模擬分子原子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，或者是生物、化學(xué)材料合成領(lǐng)域，有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。我們做量子計(jì)算機(jī)，就是從數(shù)學(xué)或物理的層面去制造這個(gè)工具。我們?cè)O(shè)計(jì)的這些算法，映射到實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，可以解決很多金融、生物醫(yī)藥、化工材料、人工智能行業(yè)的數(shù)學(xué)問題。

我們率先在金融方向上有比較多的應(yīng)用，首先是因?yàn)榻鹑谛袠I(yè)對(duì)這種前沿的科技可能會(huì)比較敏感一些，比較愿意先去試用，所以我們現(xiàn)在在金融方向突破比較快一點(diǎn)。當(dāng)然，你也可以看到我們?cè)谌斯ぶ悄?、化學(xué)材料這些方向上也在做相應(yīng)的一些部署。這個(gè)是由市場(chǎng)規(guī)律決定的，即市場(chǎng)前景相對(duì)廣闊一點(diǎn)的行業(yè)，包括生物醫(yī)藥，可能會(huì)對(duì)這種先進(jìn)的技術(shù)更為敏感、需求度會(huì)高一些。所以我們也會(huì)率先在這些行業(yè)上開展量子計(jì)算的一些部署工作。

觀察者網(wǎng)：本源量子計(jì)算云已經(jīng)在運(yùn)行，其實(shí)際應(yīng)用效果如何？

張輝：我們是從底層的物理和數(shù)學(xué)問題上去設(shè)計(jì)一些算法，幫助我們的用戶去解決他們的實(shí)際問題。量子計(jì)算從研發(fā)往商業(yè)化的過程中，一方面需要我們積極地去跟用戶走近，另一方面用戶也要跨一步向我們這邊走。

比如說生物醫(yī)藥，我們其實(shí)對(duì)生物醫(yī)藥這個(gè)行業(yè)并不了解，所以我們會(huì)開放量子云平臺(tái)給我們的用戶來(lái)訪問和使用，我們需要生物醫(yī)藥的這些伙伴們來(lái)提供他們行業(yè)中的問題，以及這些問題對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型、物理模型，這樣更直接、有針對(duì)性地解問題。

觀察者網(wǎng)：本源量子把谷歌、IBM的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)，以及英特爾的半導(dǎo)體量子芯片作為對(duì)標(biāo)對(duì)象。相比國(guó)外的量子計(jì)算機(jī)，本源量子哪些地方更為優(yōu)越？哪些地方還有待趕超？

張輝：從目前本源的產(chǎn)品和研發(fā)進(jìn)度上來(lái)看，硬件方面我們比他們落后一些。我們所說的對(duì)標(biāo)，意思是谷歌、IBM以及英特爾等都是我們的目標(biāo)、我們尊敬的學(xué)習(xí)對(duì)象。不過，在國(guó)內(nèi)，作為一個(gè)整體生態(tài)而言，本源目前還是有一定優(yōu)勢(shì)的，比如在軟件和操作系統(tǒng)方面，以及我們的Q-EDA（量子電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）工具。今年的全球量子計(jì)算發(fā)明專利排行榜上，本源也有幸能夠排到全球第六位。當(dāng)然，我們跟前面這些老大哥們還是有一些差距的，這也是我們前進(jìn)的方向。

谷歌懸鈴木量子計(jì)算機(jī)

觀察者網(wǎng)：很多報(bào)道稱，中國(guó)的量子力學(xué)處于全球領(lǐng)先地位，如何理解這種領(lǐng)先？為什么中國(guó)在硬件方面還在追趕國(guó)外企業(yè)，差距有多大？

張輝：中國(guó)在量子科學(xué)研究方面的確在全球處于第一梯隊(duì)，所以中國(guó)人應(yīng)該對(duì)量子信息和量子技術(shù)有信心。中國(guó)在論文數(shù)量、專利數(shù)量名列全球前茅。

但是在量子計(jì)算賽道里面，我們相對(duì)落后一些，因?yàn)槠渲猩婕暗胶芏喙こ袒膯栴}，而我國(guó)整體工業(yè)基礎(chǔ)會(huì)落后一些。比如說，量子計(jì)算的超導(dǎo)和半導(dǎo)體這樣兩條路徑，需要用到傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中的一些集成電路芯片的技術(shù)、設(shè)備，這些方面國(guó)內(nèi)相對(duì)落后一些。從公開數(shù)據(jù)上看，我們整體落后大約3~4年。

另一個(gè)很重要的差距，是IBM和谷歌這些非常領(lǐng)先的團(tuán)隊(duì)，大概從上世紀(jì)的90年代就開始做相應(yīng)的部署，他們?cè)诠こ袒窂缴系奶剿鬟h(yuǎn)遠(yuǎn)早于我們本源。本源是國(guó)內(nèi)最早成立的量子計(jì)算公司，但那也已經(jīng)是2017年了。我們國(guó)內(nèi)才剛開始往量子計(jì)算工程化的路徑上探索。

觀察者網(wǎng)：10月5日，英特爾稱自己成功地研發(fā)出了具有“顯著均勻性”的量子芯片，300毫米的硅片良品率達(dá)95%。我國(guó)的芯片研發(fā)目前處于什么水平，何時(shí)可達(dá)到英特爾的水平？

張輝：英特爾是一個(gè)非常偉大的企業(yè)，它在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)芯片的設(shè)計(jì)制造上，應(yīng)該說是全球老大哥的角色了，所以它的整個(gè)集成電路和芯片制造經(jīng)驗(yàn)、設(shè)備、人才等，應(yīng)該說都遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于全球所有團(tuán)隊(duì)，這是它的一個(gè)非常大的優(yōu)勢(shì)。量子計(jì)算作為一個(gè)新興技術(shù)，從最底層的材料開始，都需要去重新研發(fā)和制造。針對(duì)量子計(jì)算需要的材料，英特爾有非常先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備以及人才積累。他們從原材料晶圓開始就有非常先進(jìn)的技術(shù)，這是我們需要學(xué)習(xí)的一個(gè)點(diǎn)。

英特爾量子芯片

觀察者網(wǎng)：您提到量子計(jì)算也需要集成電路、半導(dǎo)體技術(shù)，這是不是意味著量子芯片也可能受到美國(guó)技術(shù)封鎖的威脅，可能沒法真正幫助中國(guó)“彎道超車”？

張輝：首先，我認(rèn)為量子計(jì)算這個(gè)技術(shù)應(yīng)該屬于全人類的，我相信未來(lái)在量子計(jì)算賽道里面，中國(guó)人也會(huì)貢獻(xiàn)中國(guó)人的智慧和力量。雖然我們現(xiàn)在努力在追趕國(guó)際上最好的團(tuán)隊(duì)，但我們也有一些比較好的原創(chuàng)性技術(shù)產(chǎn)生，所以我覺得未來(lái)人類的量子計(jì)算也一定是有中國(guó)人參與的。

另一方面，雖然我們是追趕的角色，但是放眼全球，量子計(jì)算目前處于比較白熱化的競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)。我們經(jīng)常講的是希望中國(guó)在量子計(jì)算領(lǐng)域上首先“不踏空”。我希望我們能夠去為我們的國(guó)家努力在量子計(jì)算賽道里面爭(zhēng)取一些比較核心的專利，然后未來(lái)能夠代表國(guó)家去參與全人類量子計(jì)算的整個(gè)部署工作。

但現(xiàn)階段而言，這些國(guó)際上最強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)確實(shí)無(wú)論在資金、人才、設(shè)備上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于我們。彎道超車，我覺得還是很遙遠(yuǎn)的一個(gè)事情。本源現(xiàn)在是在努力靠近他們，希望能夠?yàn)榱孔佑?jì)算貢獻(xiàn)我們的力量、智慧。