日前,国内量子计算头部企业启科量子正式发布了工程机1.0(中文简称“天算1号”),这是我国首台模块化离子阱量子计算工程机,标志着我国原子型量子计算机迈出了从关键技术突破、实验室研发、原理样机研制到产品工程化的关键一步。

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图一:天算1号工程机外观图

据悉,该工程机已通过国内量子信息、原子物理、光电子学等领域知名专家的评审鉴定,专家对该工程机的技术先进性和产品的创新型给予了一致认可。

天算1号工程机由工作环境控制系统、离子阱系统、光学系统、电子测控系统四大子系统构成,工作环境控制系统主要是提供超高真空环境以减少背景气体分子对离子的碰撞,离子阱系统提供离子源并实现对离子囚禁,光学系统实现对离子冷却以及量子态操控,电子测控系统通过指令时序调节电压、激光等参数以实现计算的主要步骤。每个系统由若干模块组成,各个模块通过插箱方式实现与整机系统的互联。

图二: 天算1号工程机分系统框架图

启科量子方向记者透露,公司研发工程机的目的是要实现离子阱量子计算机硬件工程化、操作界面智能化,工程化通过模块-系统-整机设计的方法来实现量子计算整机,智能化通过集成的智能界面降低了量子计算机的操作复杂性,拓宽量子计算机的适用人群范围。

实现量子计算机的方案有离子阱、超导、量子点、光量子等多种,与其他方案相比,离子阱方案具有很多天然优势,如无需极低温冷却、天然离子量子位具有全同性、保真度高、相干寿命长、纠错编码开销需求低、通过光子操控互联与量子网络兼容等。

目前美国IonQ、Honeywell等企业,在离子阱的研发和工程化方面处于相对领先地位。启科量子作为亚洲第一家以离子阱为技术路线的量子计算公司,自2021年10月开始工程化研发,通过前期的调研论证,以及研发过程中的反复测试调整,攻克了多个技术难题,成为全球范围内少数拥有实现离子阱量子计算工程化能力的企业之一,打破了国外企业的垄断局面,在全球离子阱量子计算机的工程化技术中处于第一方阵。

公司副总裁韩琢表示,天算1号仅仅是启科量子实现分布式离子阱量子计算的一小步,接下来启科量子将加大研发力度,突破技术瓶颈,实现数百逻辑比特的分布式运算,持续打造核心竞争力以成为多领域用户的价值伙伴。

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