刚刚!量子计算板块集体暴涨,中国“段位”究竟有多高?

来源:华强电子网 作者:Andy 时间:2020-10-19 18:17

量子计算 板块 暴涨

       近日,最高决策层的一次的“集体学习”,引发国内量子计算板块强烈“震动”。

  据新华社10月17日报道,中共中央政治局在10月16日就“量子科技研究和应用前景”举行了第二十四次集体学习。在主持学习时,总书记强调,要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性,加强量子科技发展战略谋划和系统布局,把握大趋势,下好先手棋——这充分体现了中央和国家对量子科技的高度重视。

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  紧随其后,资本市场的量子计算概念股集体“应声上涨”。据统计,10月16日,8只概念股中有6只集体上涨,其中国盾电子、凯乐科技、蓝盾股份日涨幅均在5%以上,分别为7.1%、5.2%、13.7%。19日,量子通信板块股价再次上涨,据中信证券统计,目前量子信息板块的整体涨幅超过4.5%,由上个一个交易日的1084.08点一度升高至1151.63点,目前涨幅居前五的公司有科大国创、蓝盾股份、亚光科技、国盾量子、中信国安,涨幅均超过10%。

  不过,资本市场的热度只是一时的,“集体学习”欲向外界传播的更核心内容依然是中国日益紧迫的量子计算产业自主化的需求。在尝到半导体供应链被扼制的苦头之后,编者认为,国内如今更应充分认识到发展自主的量子计算生态有多么必要。诚然,这一切也还是得从最基础且核心的量子处理器开始。而在该领域,尽管我国科技公司相比于美国等进入量子计算领域的时间较晚,在量子处理器研制和量子计算应用方面与美国相比仍有较大差距,但得益于多方的合作模式,国内企业已经在奋力追赶。

  1、阿里巴巴

  作为国内科技领域的主要先行者,阿里在量子计算领域的布局其实在2015年就已经正式对外公布。2015年7月30日,中国科学院宣布与阿里巴巴集团旗下阿里云共同成立“中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室”,开展在量子信息科学领域的前瞻性研究,探索超越经典计算机的下一代超快计算技术。

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  2017年5月,该实验室宣布造出第一台光量子计算机,据悉这一光量子计算机,实现的是10量子比特。2018年5月8日,阿里巴巴达摩院量子实验室施尧耘团队宣布,成功研制出了世界最强的量子电路模拟器“太章”,在全球率先成功模拟了81量子比特40层的作为基准的谷歌随机量子电路,此前同样层数的模拟器只能处理49量子比特。

  除此之外,阿里旗下的“平头哥”除了在AI芯片领域有所建树之外,量子处理器芯片也是一大主攻方向。2018年9月,阿里巴巴集团CTO、达摩院院长张建锋在杭州云栖大会就宣布,阿里达摩院很快完成量子实验室的建设,正在做量子芯片,并表示“我们希望在两三年内,真正做一款量子芯片出来。”除了芯片之外,达摩院还要研究量子计算系统和应用等。希望能和阿里的平台融合,为人工智能系统提供无限的计算能力。

  2、百度

  与自动驾驶领域以“阿波罗”系统化平台切入类似,在量子处理器领域,百度主要也是以平台的姿态出现,以成为量子计算领域的赋能者为主要目的。

  2019年,百度发布了国际领先、国内第一的云上量子脉冲系统“量脉”(Quanlse)。作为国内最先研发的基于云平台的量子脉冲计算系统,量脉作为连接量子软硬件的桥梁,其性能指标也非常优异;2020年5月,百度飞桨发布量子机器学习开发工具“量桨”(Paddle Quantum),使百度飞桨成为了国内首个、也是目前唯一支持量子机器学习的深度学习平台。

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  今年的百度世界2020大会上,百度研究院量子计算研究所还带来国内首个云原生量子计算平台“量易伏”(QUANTUM LEAF),可用于编程、模拟和运行量子计算机,为量子基础设施服务提供量子计算环境。量脉Quanlse、量子机器学习工具集量桨Paddle Quantum也得到了全面升级,百度量子平台进一步得到了完善和发展。同时,百度在积极构建可持续发展的量子计算生态系统,与学界和产业界一道共同推进量子计算的发展。

  3、腾讯

  2017年,腾讯新组建了量子实验室团队,旨在将基础理论与快速增长的量子信息技术领域实际应用联系起来。

  腾讯的风格主要注重理论和应用性的交叉融合,互相促进,主要在量子AI、化学模拟、制药材料等方面自主投入。为了加强量子计算技术的应用,构建产业生态,腾讯量子实验室发布了Simhub云计算平台规划。Simhub云平台是开发者和用户开放交流的中心。在云平台上,开发者提供算法和程序,可获得用户的直接反馈。计算用户能提出问题,搜索解决方案,而且能与开发者实时线上合作,获得直接技术支持。

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  未来,Simhub云平台将应用于药物研发的云上服务、量子化学计算、分子模拟以及AI模型开发。云平台还将推动算法传播,促进科研合作,制定云端科学计算标准,以降低科学计算上云的门槛,立足化学,建立云端的科学计算生态。这种以实用为主导的风格,将贯穿始终。

  4、华为

  华为的行事风格一向都十分低调,在技术研发上往往是闷声下苦工,而后一鸣惊人。先进的量子计算技术领域,自然也是如此。

  在去年的HUAWEI CONNECT 2019上,华为发布了HUAWEI HiQ 2.0量子计算软件解决方案,对外提供量子计算高性能模拟服务。相比于HiQ 1.0,2.0版本推出业界首个一站式量子化学应用云服务及对应的软件包HiQ Fermion,并新增云端脉冲优化设计服务及对应的HiQ Pulse软件包,大幅提升了量子计算模拟器的性能,拓展了量子计算编程框架的多个功能,构建了业界领先的量子计算编程框架和模拟器云服务。通过华为自研的算法优化、线路压缩等核心技术,HiQ Fermion可实现量子电路参数降低80%,线路深度压缩70%,运行速度提高1600倍以上,并在华为云上实现了目前业界最大规模的VQE量子化学模拟。华为推出的HiQ量子化学模拟云服务,将助力量子计算开发者在药物、能源、材料等领域拓展应用场景。

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  而华为也开发了自主的量子芯片,通过自家的算法以及其他核心技术,让HiQ Fermion量子电路参数降低80%,线路深度压缩70%,运行速度提高1600倍以上,帮助更多量子计算开发者通过华为HiQ 2.0版本在药物、材料等领域取得新的成绩。除了量子芯片外,实现量子化学等应用还需要量子测控系统,而且对该系统的要求很高,要速度快、高精度、噪声小。对此,华为为HiQ 2.0增加了量子芯片调控模块HiQ Pulse,能够优化量子算法和脉冲库,大幅度提升性能,并且为开发者提供最佳的调控解决方案。另外,其还在最大程度上帮助量子计算机开发者研发更高保真度的量子门操作方案,探索更多量子算法和协同量子软硬件系统设计。

  5、本源量子

  在国内量子计算产品领域,本源量子算是业务线最纯正的少数玩家之一(专注量子计算)。这家成立于2017年9月的企业,技术团队起源于中科大、中科院量子信息重点实验室,结合郭国平教授团队连续十年承担的国家科技部量子芯片超级973项目,以量子计算机的研发、推广和应用为核心,专注量子计算全栈开发,围绕量子计算机的量子芯片、量子计算测控一体机、量子操作系统、量子软件和量子云平台的开发研制及量子计算教育培训开展业务。

  在最基础且核心的量子计算芯片领域,本源量子已经推出了两款实体产品,即夸父KF C6-130和玄微XW S2-200。夸父KF C6-130是本源第一代超导六比特量子处理器,一款基于电路量子电动力学体系构建的6位量子比特芯片;而玄微XW S2-200则是本源量子第二代硅基自旋二比特量子芯片,特点是通过调节栅电极上的超快电脉冲以及微波脉冲,实现了硅基半导体自旋量子比特的单比特和两比特普适量子逻辑门单元。

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  基于这两款芯片,本源量子还开发了各类系统化平台来助力市场应用。比如“悟源”就是一台能够脱离实验室环境稳定运行的超导量子计算系统,也是国内率先实现工程化的量子计算机。本源量子此次发布的超导量子计算云平台搭载6比特超导量子处理器夸父KF C6-130,保真度、相干时间等各项技术指标均达到国际先进水平,通过本源量子云平台向用户免费提供基于6比特真实超导量子芯片的计算服务。除此之外,本源量子也已在研发下一代24比特超导量子芯片与量子计算机控制系统,预计在明年底推出60比特的悟源超导量子计算机。

  6、国内研究机构

  除了商业企业,国内研究机构在量子处理器领域也有诸多的尝试和探索。比如2019年8月,由浙大、中科院等国内研究机构组成的团队成功研发出一款具有20个超导量子比特的量子芯片,同时还实现全局纠缠,刷新固态量子器件中生成纠缠态中量子比特数目的世界纪录。这一成果也被发表在了《科学》杂志上。

  这款超导量子比特芯片的大小约为1平方厘米,20个量子比特均匀分布于中心谐振腔的四周,内部所有的量子比特都能与周围的同类进行沟通,最终实现全局纠缠,这种方案是研究团队的第四套完成方案。

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  去年12月,南京先扬剑量子计算机研究院创始人于扬教授也公布了在量子芯片领域的最新进展,他表示:“目前我们可以加工20几个比特的量子芯片,处在国内领先的一线上,但依旧有技术上需要攻克的诸多问题,未来如果发展良好,大家会向着百位级的量子芯片制造工艺走去。”

  而目前,首要的工作还是需要把硬件做好,把平台搭好,把自己做好。毕竟,量子计算的应用并非一家公司决定,而是由整个行业突破来共同带动才能有所发展。

  小结:

  总之,可以发现,国内虽然在量子技术领域的呼声洪亮,但实质上还是非常缺乏真正有商用产品和技术能力的企业,相比欧美等西方国家的巨头林立而言,差距明显。毕竟,西方国家在产、学、研的合作上相较于我国有明显的优势,一方面是本身的合作模式,其次还有一些政策方面的影响。

  但值得一提的是,近年来中国明显在改善,此次最高决策层的重点关注就已经佐证了政策上是非常鼓励国内企业涉足量子计算领域的,另外,在企业方面,比如阿里,腾讯以及华为都在与高校合作推进,但要达到紧密合作,还需要多方自发合作,才能在未来竞争中做到1+1远大于2的助力作用。


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