随着人类对于计算机算力需求的不断提升,半导体芯片的制程技术也在不断提高,目前已有多款5纳米芯片产品发布。
“5纳米大小相当于40个硅原子,如果硅基半导体器件尺寸继续缩小至1纳米级,那就意味着我们已经从经典物理学深入到了量子物理学领域。”孔伟成说,“在这样的情境下,摩尔定律即将走向终结,大规模集成电路为基础的经典计算机到此可以画上句号。研发量子计算机,就成为了帮助人类继续提升计算能力的新方向。”
为世界提供中国量子计算服务
顾名思义,量子计算云平台就是提供以量子计算为核心的云服务的平台。量子程序将被发送到远程量子服务器上,在云端完成它的编译、运行与测试调试等一系列过程,然后将结果传回本地。
据了解,当前量子计算机仍需要严苛的运行环境与复杂的辅助设备,这些系统造价高昂,普通用户很难接触到。为了让更多用户体验、学习、探索量子计算,国际主要的量子计算公司都开发了各自的量子云平台,使用云技术连接用户与真实的量子计算设备。
2016年,IBM率先研发出世界上第一个基于5位超导量子计算机的量子云平台IBM Q Experience。目前,IBM已经有22台公开的量子计算机,先后有100多家企业单位和科研机构使用了其提供的量子计算云服务。在2019年,亚马逊、微软先后上线了量子计算云平台Braket与Azure Quantum。
虽然起步较晚,但此次我国企业自主研发的量子计算云平台同IBM的产品性能相差无几。据本源量子的官方数据显示,对比2017年、2020年IBM量子云平台上公布的量子逻辑门保证度和量子读取保证度等数据,本源量子公司此次推出的量子计算云平台目前的水平甚至能够超过IBM最初建立的云平台水平。
孔伟成告诉记者,为满足不同用户的开发需求,平台提供了图形化编程与代码编程两种量子计算在线编程方式,同时推出了复杂网络排序、手写数字识别、用户偏好行为预测3款典型的量子编程应用,供用户使用。
“这3款应用基于目前成熟的量子算法,都是由本源量子研究团队使用自主研发的量子编程框架QPanda与量子编程语言QRunes开发的。”孔伟成告诉记者,复杂网络排序应用可对给定的网络进行建模,例如为预测病毒的下一个传播点提供重要参考,帮助各地更为高效地分配防疫物资与医疗资源;而手写数字识别应用在AI领域占有举足轻重的分量,为后续加速计算机视觉量子化处理提供了可能;用户偏好行为预测应用则能够实现量子关联规则数据挖掘算法,将用户数据编码到量子叠加态上,并基于此给出用户偏好预测,相较于经典算法可以达到指数级的加速效果。