“用量子技术追溯科技本源” ——首款国产量子计算机控制系统产品正式发布

发布时间:2018-12-07 13:59:29

126日,本源量子2018年度产品发布会在本源量子云展厅圆满召开。本源量子首席科技顾问、中国科学院量子信息重点实验室主任郭光灿院士出席并致辞,安徽省经济和信息化厅党组成员、副厅长王厚亮随后发表致辞。此次产品发布会发布人为本源量子公司董事长、量子测控部总监孔伟成。

此次发布的是首款国产量子计算机控制系统——本源量子测控一体机OriginQ Quantum AIO,该产品能够实现对大型量子芯片的精准测控。

本源量子2018年度产品发布会现场

本源量子首席科技顾问郭光灿院士发表致辞

安徽省经济和信息化厅党组成员、副厅长王厚亮发表致辞

本源量子公司董事长、量子测控部总监孔伟成发表致辞


本源量子测控一体机

本源量子团队秉持着“用量子技术追溯科技本源”的理念,一直努力耕耘在量子计算领域,用态度和坚持说明着一切。

2017年9月,中科院郭光灿院士和中科大郭国平教授两位老师带领中科大博士团队创立了中国第一家量子计算公司——合肥本源量子计算科技有限责任公司。

在过去一年多的时间里,本源量子在量子计算软硬件以及应用领域分别研发多项的核心技术,先后在量子虚拟机、量子软件、量子应用等领域取得突破。本源量子也是世界上首个实现64比特量子线路仿真的团队,打破了IBM团队的记录,并公开了可证伪的64位量子虚拟机服务。

在那之后,为加速量子计算技术开发与应用领域的拓展,我们于今年7月已经建立了本源量子计算产业联盟。目前,已有哈工大机器人集团、中科类脑、智天链等多家单位加盟,为我国科技进步这一共同目标而奋斗着。

从创立之初,本源量子就致力于量子计算软硬件核心技术的研发。由于我国高端仪器仪表严重依赖进口,量子计算机研发只能使用传统商用仪器设备自行搭建量子计算机控制系统,信号的输出与采集任务只能单独进行,不仅成本昂贵、功能冗余,还存在兼容性差、难以集成等缺点。

针对这一技术难题,本源量子团队率先对半导及超导量子比特进行创新利用与研发,研制了一套精简、高效的量子计算机控制系统。将所有量子计算控制系统的功能,集成在一台能够完整实现对量子芯片控制的机器内,并将其命名为量子测控一体机,获得了开创性成功。

本源量子测控一体机作为首款具有完全自主知识产权的量子计算机控制系统,它的最基本功能是提供量子芯片运行所需的关键信号。除此之外,它负责量子芯片传回信息的处理,并执行对量子计算机程序的编译。在当前量子芯片飞速集成发展的阶段,量子计算机控制系统是量子计算机不可或缺的组成部分,它能使量子芯片最大程度发挥其性能优势。它将主要应用于量子芯片的测试研究与量子计算机的原理搭建,同时它还能够应用于精密测量、基础科学研究等更广泛的领域中。

量子芯片

孔伟成介绍,如果说量子芯片是人的“大脑”,量子计算机控制系统就如人的“骨干”,量子软件、应用、语言就相当于“血肉之躯”。

本源量子测控一体机采用模块化设计,当前发布的版本包含四种功能模块,功能通道总计40个功能通道,可以直接支持8位超导量子芯片或者2位半导体量子芯片。

OriginQ Quantum AIO 功能

速度更快

该测控一体机功能通道之间通过PCIE高速扩展总线互连,实现一体化。使用过程中可以将其升级至最多200通道,以支持更高性能的量子芯片。以量子芯片回传信号分析为例,量子程序的执行速度的大幅提高。传统的分析方法将信号数据传回上位机终端,再由上位机软件进行处理,这个过程的耗时至少为10微秒以上;而在本源量子测控一体机中,信号在FPGA中直接处理,即可得到逻辑信息,全过程耗时仅为200ns

目前,全世界没有任何商用仪器能达到如此快的处理速度。

与商用仪器互连相比,本源量子测控一体机彻底去除低俗冗长的通信线路,避免了指令和数据的传输滞留,使得整个系统的响应速度从纳秒级提升至皮秒级,大幅提升了系统的整体性能。

附带Python开放编程环境

为了便于用户的操作,本源量子测控一体机上位机终端特别提供了一款专用软件,用于提高量子程序编写效率,用户可直接在触屏面板上进行操作。同时,本源量子测控一体机还附带Python开放编程环境,支持用户实现更多自定义的编程设计。

定制解决方案

当前,量子计算呈多元化发展趋势,本源量子发布的量子测控一体机是针对量子计算领域用户的首套国产量子计算机控制系统,同时也提供了其他量子芯片体系的定制服务,为量子计算机研发、量子芯片基础研究提供最合适的硬件平台。

孔伟成说,未来本源量子研发团队将对量子测控一体机进行持续改进升级,使得其向着集成度更高、信号指标更高、模块化独立产品、量子计算机汇编语言等多个方向优化,并满足更多位数的量子芯片的测控需求。

会上,郭光灿院士表示,除了芯片、控制系统外,真正有用的量子计算机需要的量子元素还很多,虽然离量子计算机真正面世还很遥远,但此次完全自主知识产权的量子计算机控制系统的研制,是迈向量子计算机重要的一小步。

量子计算作为一种颠覆性技术,关系到我国未来发展的基础计算能力。本源量子正努力加速量子计算技术开发,努力实现更多核心技术的突破,推进我国量子计算产业经济的发展,提高我国科技实力。