國內(nèi)最新量子計算機真機亮相！求解加速超100倍，創(chuàng)始團隊來自清華中科院等

明敏 2023-05-17 21:07:58 來源：量子位

明敏 發(fā)自 凹非寺

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國內(nèi)量子計算，迎來重大新進展！

首臺100量子比特相干光量子計算機正式發(fā)布。

它能解決最高超過100個變量的數(shù)學問題。

和經(jīng)典優(yōu)化算法相比，求解速度平均加速超100倍；

平均求解結(jié)果優(yōu)于經(jīng)典算法的120%。

舉例來說，計算Mobius的最大割有148個，只需0.3毫秒就搞定了，比眨一下還快。

這就是來自玻色量子的量子計算機——“天工量子大腦”。

5月16日，玻色量子舉辦了2023年首場新品發(fā)布會，直接把自家量子計算機抬到現(xiàn)場，完成對外亮相。

發(fā)布會不僅介紹了“天工量子大腦”的具體能力、實際應(yīng)用情況，還細致講解了具體原理，仿佛上了一場大學物理課！

目前，玻色量子已和平安銀行、中國移動等展開了量子計算應(yīng)用探索，發(fā)布會上分別進行了案例宣講。

此外據(jù)悉，玻色量子3個月前剛剛獲得中國移動的產(chǎn)業(yè)投資，這也是量子計算行業(yè)的首例產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)投。

國產(chǎn)量子計算機開始強調(diào)實用

總體來看，玻色量子的這場發(fā)布會不僅是對外發(fā)布最新自研量子計算機，更多層面還在強調(diào)量子計算的實用問題。

首先，“天工量子大腦”的三大優(yōu)勢，都體現(xiàn)在解決實際問題上：

• 100個計算量子比特
• 求解加速超100倍
• 結(jié)果優(yōu)于經(jīng)典算法120%

其中，具有100個計算量子比特，意味著“天工量子大腦”已達國際領(lǐng)先水平。（對比來看，“九章二號”具有113個光子）

可以解決最高超過100個變量的數(shù)學問題，并實現(xiàn)了上百規(guī)模光量子之間的“全連接”控制。

同時，“天工量子大腦”具備完整的可編程能力，即對應(yīng)不同的應(yīng)用場景和不同算法，硬件無需修改，完全通過軟件配置即可實現(xiàn)可擴展、可編程，這極大降低了實際問題的建模復(fù)雜度。

玻色量子CEO文凱表示，這是量子計算從理論優(yōu)勢向?qū)嵱昧孔觾?yōu)勢發(fā)展的重要里程碑。

量子計算的顯著優(yōu)勢體現(xiàn)在處理大規(guī)模計算和復(fù)雜問題。

經(jīng)過數(shù)十個實際案例的測試驗證，相比于經(jīng)典優(yōu)化算法，“天工量子大腦”求解速度平均加速100倍。相比暴力破解的窮舉法，加速效果提升了多個數(shù)量級。

對于復(fù)雜問題而言，往往復(fù)雜度越高，量子計算的優(yōu)勢越明顯。

并且這種能力有點像AI大模型的能力“涌現(xiàn)”，當計算規(guī)模達到一定程度后，優(yōu)勢會開始明顯顯現(xiàn)。

玻色量子表示，100量子比特，就是一個新的轉(zhuǎn)折點。

據(jù)了解，“天工量子大腦”實現(xiàn)加速，根本原理是利用相空間內(nèi)的量子疊加態(tài)效應(yīng)。

相干光量子計算機利用光子作為量子比特，來實現(xiàn)量子計算和信息處理。

當光穿過非線性材料時，其光子的波長和相位都會發(fā)生變化，在精準控制其能量和相位的過程中，在相空間會出現(xiàn)量子疊加態(tài)效應(yīng)。利用該效應(yīng)，基于timebin，“天工量子大腦”完成了100光量子比特的并行加速計算。

timebin用于描述量子光學中關(guān)于時間的分割和編碼方式，將時間分割成若干個離散的區(qū)間或時間槽，每個時間槽代表一個特定的時間段，光子到達或離開時間被映射到相應(yīng)的時間槽中，這種時間分割可以用來編碼和傳輸量子信息。

值得一提的是，為了方便進一步理解“天工量子大腦”的能力，玻色量子CTO魏海直接在現(xiàn)場來了一節(jié)“物理課”。

他表示，在實際問題求解中，“天工量子大腦”適用于高效求解組合優(yōu)化問題。

最具代表性的是21個NP-Complete模型（簡稱“NPC”），這個模型的應(yīng)用在生活中很常見，比如打開地圖、外賣軟件，優(yōu)化路徑規(guī)劃就需要用到這個模型。

我們研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，無論是學術(shù)界還是行業(yè)界、經(jīng)典計算還是量子計算，都很喜歡用Max-Cut（最大割）問題作為求解的demo。

Max-Cut是一種圖論問題，被廣泛研究和應(yīng)用于離散優(yōu)化、計算機科學和理論物理等領(lǐng)域。該問題的目標是找到一個圖的劃分，使得圖中兩個劃分集合之間的邊的權(quán)重之和最大化。

Max-Cut問題有許多重要的應(yīng)用，包括社交網(wǎng)絡(luò)分析、電路設(shè)計、圖像分割、聚類分析等。

由此，玻色量子也提出采用在經(jīng)典計算和量子計算中都通用的Max-Cut問題作為實用量子計算的“算力標準”。

此外，為了滿足量子計算機在實用過程中的各種高要求，玻色量子還已研發(fā)了一系列配套設(shè)備“量晷”、“量樞”等。并推出了“開物”SDK，能夠提供定制化開發(fā)服務(wù)。

據(jù)了解，目前玻色量子已經(jīng)和平安銀行、中國移動等達成合作，將量子計算應(yīng)用于金融、云計算、通信、電力等場景。

玻色量子是誰？

玻色量子成立于2020年，專注于量子計算，base北京朝陽區(qū)。

目前公司已獲得4輪融資，最新一輪PreA+輪融資在億元級別，由北京中移數(shù)字新經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)基金、華控基金聯(lián)合領(lǐng)投，盈富泰克、朝科創(chuàng)等機構(gòu)跟投。

此前投資方還有點亮資本、元和資本、海貝資本等。

創(chuàng)始人CEO文凱，本碩畢業(yè)于清華大學，在斯坦福大學獲得量子計算博士。

據(jù)芯東西此前采訪，文凱是在大三時選擇了量子信息學方向，在進入斯坦福大學后被濃厚的創(chuàng)業(yè)氛圍感染，由此萌生了將量子計算與產(chǎn)業(yè)真正結(jié)合的想法。

博士畢業(yè)后，文凱曾于谷歌就職，也創(chuàng)辦過AI領(lǐng)域的企業(yè)。

創(chuàng)始COO為馬寅。

他畢業(yè)于中國科學院光電專業(yè)，曾任航天五院神舟飛船精密儀器分系統(tǒng)主任設(shè)計師。

CTO魏海博士本科畢業(yè)于清華大學，后赴斯坦福攻讀電子工程學博士，專注高性能計算、量子計算領(lǐng)域。

曾研發(fā)世界首個碳納米管計算機并登上Nature封面，曾任阿里高管。

參考鏈接：
https://www.qboson.com/index/