过去的20年里,在国内的科学家诸多努力攻关下,中国在量子技术领域奋起直追,并实现了领跑世界。如今,中国量子计算技术再迈进了一步,中科院传来好消息,在量子软件方面取得了重大突破。
中科院官宣不久之后,英特尔也传出好消息,量子软件也取得大幅进展。但是,外媒却感叹:他们又晚了一步!
中科院、英特尔先后传来消息
首先,中科院在量子计算方面取得重要突破。
9月21日,中科院在官方网站上发布新闻,表示:稍早前, 中国科学院软件研究所开发的量子计算编程软件isQ正式开源发布。这意味着,中科院自主开发的量子计算编程软件将开始服务于研究所和个人,且能够灵活地描述各类复杂的量子算法。
据了解,中科院的isQ采用了mlir框架,定义了一套特有的量子中间表示,量子编程语言支持包括经典、量子变量定义。最重要的是,isQ是量子计算迈向实际应用的重要一步,能提供高效的量子电路模拟器,而且已经实现了与真实量子芯片的对接。
也就是说,isQ能够从语法、编译以及计算等层面进行优化,提升了量子计算软硬件深度融合潜力,有利于我国量子计算软件的高质量发展。
其次,英特尔推出英特尔量子软件开发工具包。
在中科院发布开源量子计算编程软件不久后,9月29日,英特尔研究院开发了一个全栈软件开发工具包,命名为“Intel Quantum SDK”(中文译文:英特尔量子软件开发工具包)。
据了解,该工具包采用全系统架构方法,涉及完整的计算堆栈,并提供基于LLVM的C++语言编译器工具链,专门针对混合量子-经典算法优化了量子运行环境,允许开发者编写新的量子算法。
英特尔和中科院一样,也推动着量子计算迈向实际应用,并致力于打造量子生态系统。不过,在外媒心中,这次他们在量子计算领域,又比中国晚了一步。
外媒感叹:又晚了一步!
虽然,英特尔等美企、科研机构也积极推动量子计算走向实际应用,但是,在量子领域里,中国是后来者居上,一直处于领先状态。
首先,在量子计算机方面,九章一号反超“悬铃木”后,随后一路高歌。
2019年,谷歌研制出53比特的“悬铃木”,实现了短暂的量子优越性。但是,随着有76个光子的九章一号问世,直接提升了100亿倍的运算能力,瞬间“悬铃木”就如同鸡肋一般。
随后,九章二号、祖冲之号相继问世,进一步拉开了差距。
其次,光量子芯片一直处于世界领先水平。中科院郭光灿院士团队,经过多年的研究,多次实现了光量子芯片的突破。
比如,2018年2月,制备出世界上最大的三维集成光量子芯片(半导体六量子点芯片),在国际上首次实现了半导体的三量子比特逻辑门操控;2021年6月,该团队与中山大学、浙江大学等研究组进行合作,首次成功设计制备出了“鱼叉”形的拓扑分束器结构。
另外,郭光灿院士团队领衔的合肥本源量子,先后推出的本源6比特超导量子芯片“夸父KFC6-130”和24比特超导量子芯片“夸父KFC24-100”,其保真度以及相干时间等技术标准,都属于国际一流水平。
第三,在量子通信技术领域,中国始终领跑世界。
十多年前,中科大教授、中科院院士潘建伟,就带领团队就成功掌握了量子通信技术。通过多年对这项新科技的研究,不仅掌握了更多的技术原理,也逐渐实现局部的实用化。
比如,2016年,成功发射的量子卫星“墨子号”,就首创全球多项记录;2017年,潘建伟团队与合作单位,在国际上首次实验实现了反事实直接量子通信;2021年,基于首条洲际量子保密通信干线,实现了跨越4600公里的多用户量子密钥分发;2022年,中科大郭光灿院士团队实现了833公里光纤量子密钥分发。
当然,在量子通信领域里,领先地方的并不是止步于此。甚至,连老美的媒体都会觉得有压力,《纽约时报》就曾评论:如果美国还不行动,五年内将无法追上中国。
由上可见,美方相关企业与科研机构的脚步,在量子技术方面的不少地方,都会慢上一拍。如今,英特尔在量子计算软件方面,又比国内研发团队速度的慢了一点,因此,外媒才说:又晚了一步!
结束语
中科院isQ量子计算编程软件开源后,英特尔才推出量子软件开发工具包,虽被外媒称“晚了一步”,但是,英特尔和中科院一样,都进一步推动了量子计算迈向实际应用。
不过,量子科技会推动更多前沿科技的发展,会导致该领域的竞争很激烈,各国都会争相布局。因此,即便我们暂时领先了,也不能掉以轻心,更要积极保持领先优势。
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