中国首颗500+比特超导量子计算芯片来了

【通信产业网讯】4月25日，中国科学院量子信息与量子科技创新研究院（以下简称“量子创新院”）向国盾量子交付了一款504比特超导量子计算芯片“骁鸿”，用于验证国盾量子自主研制的千比特测控系统。此款芯片刷新了国内超导量子比特数量的纪录，后续还计划通过中电信量子集团的“天衍”量子计算云平台等向全球开放。

504比特超导量子计算芯片“骁鸿”

测控系统和量子计算芯片是量子计算机的核心硬件。其中，测控系统需要和量子计算芯片交互，实现信号的精确生成、传输和处理，会极大地影响量子计算机整体性能。为了验证大规模测控系统的整体性能及各项指标，最直接的方式是定制专用芯片进行全面系统性的测试。为此，量子创新院定制研发了504比特量子计算芯片“骁鸿”。得益于量子创新院在超导量子计算芯片方面优秀的研发、加工能力，这枚定制芯片在集成超过500比特的同时，量子比特的寿命、门保真度、门深度、读取保真度等关键指标，有望达到IBM等国际主流量子计算云平台的芯片性能，可以充分满足千比特测控系统验证的需求。

量子创新院研究员龚明强调，“骁鸿”芯片的主要目的，是为了推动大规模量子计算测控系统的发展，更多考虑的是通过集成更多的比特数和实现各单项指标，来满足测控系统验证的需求。刷新中国量子比特数纪录的“骁鸿”，综合性能与团队此前创造量子纠缠数世界纪录的“祖冲之二号”芯片尚有差距，不具备实现“量子计算优越性”的能力。

据国盾量子计算负责人王哲辉介绍，“骁鸿”芯片将在国盾量子千比特测控系统上进行单比特门、双比特门、读取操作及测控系统性能测试，测试工作预计在今年8月前完成。新测控系统集成度较上一代产品提升10倍以上，核心元器件使用国产化设计，在提升操控精度的同时大幅降低了成本。未来，国盾量子将面向万比特规模，进一步研发适用于可纠错量子计算机的新型测控系统。

在量子计算领域，中电信量子集团推出的“天衍”量子计算云平台，基于电信天翼云“国云”优势，已实现“天翼云”超算能力和176量子比特超导量子计算能力的融合。下一步，中电信量子集团将联合国盾量子，依托“骁鸿”芯片研发量子计算整机，接入“天衍”量子计算云平台，开放给全球用户使用。“500+比特量子计算机的云端接入，可以高效承载各领域用户对有实用价值的问题和算法开展研究，加速量子计算在实际场景中的应用，引领量子计算生态的快速发展。”中国科学技术大学博士、中电信量子集团副总经理王振表示。

“研发这枚芯片不算难”，量子创新院教授、中电信量子集团及国盾量子首席科学家彭承志坦言，超导量子计算芯片可以复用较成熟的半导体芯片加工技术，在比特数量扩展上特别有优势。“最困难的是如何让量子比特的质量和数量同步提升，从而真正提升芯片的性能，更精密地调控大规模量子比特，这是国际主流科研团队都在攻坚的”。他表示，量子创新院超导量子计算团队正在研发1000+比特、比特质量高的超导量子计算芯片，向实现容错量子计算进行攻坚，“量子计算是个漫长征程，要翻过很多高峰才能真正迈向实用，我们接下来要迈出的，才是更关键的一步”。