量子超导电脑系统_量子计算 超导

1.中科院机构发布量子计算硬件系统远程控制指令集 实现“云端”量子编程

2.首个国产超导量子计算云平台在合肥上线，这是否是科技一大进步？

3.量子电脑应用的是什么原理？

4.光量子计算机和超导量子计算机有什么区别?

5.IBM 量子电脑 Q System One 现身 无关实际应用也无关台积电

量子电脑的概念早在1980年代初期美国诺贝尔物理学奖得主Richard Feynman首度提出，运用量子力学原理所设计的可逆计算电脑模型，能够做到比传统电脑指数级别的快。而Google身为世界投入量子电脑的先驱，研究量子领域长达十几年，最新研发的超导体量子处理器Sycamore，具有53个量子位元，共可储存253的量子位元数据量，相当于9.7千万亿的存储量。

谷歌为了验证梧桐树量子电脑的能力，还设计了一系列的对比测试，将梧桐树和美国能源部的超级电脑Summit做对比。最终Google的Sycamore量子电脑，仅花200秒就完成253个随机乱数的发生概率，但是美国能源部的Summit超级电脑，需要耗时1万年。

不过，谷歌的老牌竞争对手IBM却反对这个说法，他们还专门发了文章来反驳谷歌的量子电脑的真实性。IBM表示，Google假定的演算法并没有发挥超级电脑的运算优势，经过IBM团队重新修改算法以后，预计超级电脑的运算时间，将从1万年大幅缩减至2.5天。

IBM的结果就是，量子电脑存在优势，但是并不是200秒和一万年这么大的差距，美国的超级电脑运算需要2.5天就能完成。而且，IBM认为量子电脑与超级电脑各有所长，两者应该互为合作关系，发展量子电脑并非要取代传统电脑，讽刺Google说法过于夸大，太浮夸。

目前正在研究量子电脑的并非只有谷歌一个，像IBM以及一些计算机也都在量子电脑上进行 探索 ，不过谷歌出成绩更快一点而已，IBM在几年前也开始了量子电脑的研发，但是和谷歌比还是差了一点。

中科院机构发布量子计算硬件系统远程控制指令集 实现“云端”量子编程

量子计算机（quantum computer）是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。[1]

量子计算机的特点主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。与一般计算机比较起来,信息处理量愈多，对于量子计算机实施运算也就愈加有利,也就更能确保运算具备精准性。[2]

2021年2月8日，中科院量子信息重点实验室的科技成果转化平台合肥本源量子科技公司，发布具有自主知识产权的量子计算机操作系统“本源司南”。[3]

当地时间2022年6月9日，英国国防部宣布，获得政府首台量子计算机。[19]

2022年8月25日，百度发布集量子硬件、量子软件、量子应用于一体的产业级超导量子计算机“乾始”。[21]

中文名

量子计算机

外文名

quantum computer

规律

遵循量子力学规律

提出者

理查德·费曼

优势

强大的信息处理能力

首个国产超导量子计算云平台在合肥上线，这是否是科技一大进步？

来源:中国新闻网

量子计算被认为是未来具有颠覆性影响的新型计算模式之一。近期，光量子计算机“九章”和超导量子计算机“祖冲之二号”使得中国成为唯一在两条技术路线上实现“量子计算优越性”的国家，但离走向通用还有距离。提高公众使用量子计算机的便捷性是走向通用的必经之路，这其中就包括设计各类量子计算指令集以控制量子计算机。

目前国际量子计算领域有多种指令集，但各自定义不同、标准不一。此次发布的QCIS指令集针对量子计算硬件系统的量子调控，除了包含常用量子计算机指令集的功能外，还侧重物理系统的标定、校准以及量子操控的实现，更符合超导量子计算硬件系统当前发展阶段的特点和要解决的实际问题。

QCIS指令集是“祖冲之二号”的编译语言，此前为科研人员内部使用，这是首次对外开放。指令集大幅提升了用户在量子计算云平台实验室中对12比特超导量子计算原型机的操控能力。通俗地说，用户只要有量子计算云平台的账户和实验积分，就可以通过QCIS指令集在本地用编程语言调用量子计算云平台开放的接口，进行远程提交实验，开始真正的“云端”量子编程。

作为第一个面向超导量子物理系统的编译指令集，QCIS指令集突破了现有超导量子计算原型机的操控精度，实现中国量子计算技术自主可控，保障了中国在该技术领域的先进性和核心竞争力。(完)

量子电脑应用的是什么原理？

首先给出结论，那么当然，国产超导量子云平台悟源?的计算服务，在合肥上线，他当然算是科技的进步。

这里面有几个字，我们首先要熟悉：

1.超导，凡是学过这种初高中物理的都知道，只有在超低温下，金属才能实现超导，这种低温环境的造成与维持，本身就并不简单。

2.量子计算机，则是现在这一种新的形式，随着这个电子设备的发展，处理器性能每两年翻一番的摩尔定律越来越难以达到。

那么量子计算机就成为了一种新的可能性，他可以改变原来半导体材料01的构筑方法，以量子的计算形式，比如说电子自旋的方向来进行计算，这样可以极大的提高计算的速度！

3.云计算：量子计算对运行环境要求比较高，没有办法像个人电那样普及，所以我们只能通过这种云平台的开放解决这种问题。

所有的东西就构成了一台新的这个超导量子计算机。可见这种电子计算机对一个国家和企业的科技，资金，技术的要求之高，能造出来当然是科技的进步

但是也应该看到，这个量子计算云平台是我国国产的第一个量子计算去平台，而并非是世界。其实国外在。这方面早就有研究，我们的起步比较晚，并不处于国际领先低温。但总体上这是一项新的技术，世界上没有任何一家公司真正的完全掌握，所有人都在摸索的阶段。

我们看到国家和企业之所以投入如此巨大额资金和经历，就是因为谁先掌握了技术，谁就有了核心的竞争力，在个蓝海领域就有决定的话语权，拥有制定规则的权力，这才是最关键的。

所以，这项技术的比试才刚刚开始，鹿死谁手，还不一定呢！

光量子计算机和超导量子计算机有什么区别?

大约到2030年，每个人桌上的电脑主机不会再使用芯片与半导体，而是充满液体。而这正是新一代量子电脑的奇特造型。

也许你已经知道，量子电脑应用的不再是现实世界里的物理定律，而是玄妙的量子原理。它的运算速度可能比目前个人电脑的奔腾Ⅲ芯片快10亿倍，可以在二瞬间搜寻整个国际网络，也可以轻易破解任何安全密码。而且，最重要的一点是，这一切绝非科幻小说。与传统电脑不同的是，量子电脑将以原子而非芯片进行运算。第一台量子电脑可能会是个粗糙、昂贵、只能用一次的科学实验品，但2001年以来的各种实验结果显示，这项科学理论的确管用。

美国麻省理工学院与英国牛津大学是量子电脑研究的先驱，IBM与惠普电脑公司也不落人后。对量子电脑的惊人性能感到担忧的美国政府，更是在洛斯阿拉莫斯国家实验室，不计成本地设立了量子电脑研究基地。

要让原子乖乖地为人类服务这个难题，无论是在理论上，坯是在实践上，都对科学家发出了严峻挑战。因为量子世界是个超乎常理的环境，我们可能永远也猜不出它的“谜底”。量子电脑也有很多匪夷所思的地方，它能够设想无限多个宇宙并列的场面，并由此“算出”可能出现的各种情况。而这意味着，不同的人在不同的时间，通过量子电脑计算得到的，很可能是不同的答案。

量子电脑专家班奈特说，量子电脑的基础，恰恰就是这些怪异的观念。因此，单是创造一个类似量子世界的环境，让原子照常进行计算并提供答案，就足以让科学家伤透脑筋。也许还要好几十年，量子电脑才会出现在我们的书桌上。

其实科学家早已注意到，原子是个天然的计算机。它会旋转，而且很有规律，方向不是朝上就是朝下，这正好与数字科技的“0”与“1”吻合。但原子有一个怪异的特性：一个原子，可以在同一时间向上并向下旋转，直到你用电子显微镜或其他工具测量它，才会迫使它选择一个固定方向。这既是原子的特异功能，也是量子电脑强大力量的来源。

既然原子可以同时向上并向下旋转，它就不能被视为单一的“位元”。科学家称之为“准位元”，就是出于这个原因。这意味着，如果把一群原子聚在一起，它们不会像今天的电脑那样，按照程序进行线性运算，而是同时进行所有可能的运算。这种运算方式的直接好处是计算机的运算速度成指数地加快了。

只要40个原子一起计算，其性能就相当于今天的一部超级电脑。举例来说，如果有一个包含全球电话号码的资料库，要从中寻找一个我们需要的特定号码，现在速度最快的超级电脑，大约要花一个月的时间才能完成任务，而一台量子电脑只需27分钟。

但是，答案那么多，速度那么快，我们怎么取回想要的计算结果呢?前面说过，对原子进行测量可以迫使它选择旋转方向，因此科学家只要测量这些“准位元”，就可以逼迫它们说出答案。

最近，麻省理工学院与mM公司的科学家，终于通过特定方式，做出了原始的量子电脑。虽然它看上去和一个烤面包机没有多大差别，但功能却比烤面包机高明多了。这个实验性质的量子电脑，具有两个“准位元”的计算能力。也就是说，它的威力等于两个原子同时进行运算。目前，科学家们正在朝三个“准位元”的目标努力。

IBM 量子电脑 Q System One 现身 无关实际应用也无关台积电

区别如下：

光量子计算技术

是将光子当成量子比特。光子有三个性质可以构成量子状态：自旋、偏振(polarization)和路径(path)。路径是指光子经光子分离器(photon splitter)后因为量子机率的特性可能由不同方向行进，特别是在量子通讯和量子计算中的光源都是单光子。单一光子采取路径A就不会再走路径B，反之亦然。然而在未量测之前我们无法得知光子采取哪一条路径，这就是两种状态的叠加。

光量子技术具有量子比特相干时间长、操控简单、与光纤和集成光学技术相容，拓展性好。劣势就在于很难小型化，量子比特之间逻辑操作困难，无法进行编程。从这一点上来看，光量子技术难以发展为通用量子计算机。

超导量子计算技术

可以用超导体的电荷、相位和磁通量三种方式来形成量子比特，目前普遍用电荷(叫transmon)的方式，IBM与Google的53位比特量子计算机皆采取此种技术。而国内中科院、中科大、本源量子、浙江大学等在此技术上均有布局。

超导量子技术的优势在于量子比特可控性强、拓展性良好、可依托现有成熟的集成电路工艺。但劣势也很明显，为了保障退相干时间，超导量子比特必须在接近绝对零度的真空环境下运行。这不仅要求超导体系必须要有强大的低温制冷系统，还在一定程度上限制了量比特的拓展。

只要有什么先进技术都会想到台积电，但阶段量子电脑跟台积电还真没什么关系，反倒是IBM已经进入展示阶段了！

在此次CES2019期间，IBM除了在摊位上展示旗下人工智慧电脑「华生(Watson)」之外，在摊位外围更展示旗下针对科学与商用设计的通用量子电脑QSystemOne。

不过，虽说是针对科学与商用设计打造，但此次对外展示的QSystemOne依然还是实验阶段产品，暂时尚未有明确导入应用时间表。

包含IBM、Intel在内厂商，其实目前都已经开始着眼未来更高运算发展，而以量子位作为计算单位的量子电脑，目前则是被视为解决更大运算量的解决方案，未来应用发展将包含现有超级电脑执行项目，例如人工智慧、环境分析、能源探勘等需要更大运算量的情况。

虽然外观看起来充满著蒸汽庞克风格，量子电脑所能对应运算量可能远远超过现行电脑效能表现，但也因为量子位可对应庞大运算量( 注 )，因此现阶段依然要配合现有电脑系统进行细部精算，例如量子电脑可以用于计算外太空目前可从地球量测到的陨石中，是否有可能撞击地球的机率，而现有电脑系统则可依据量子电脑计算结果进一步精算陨石可能撞击地点，进而可预先做好准备。

注： 相比现有电脑系统计算是以0或1构成不同进位，量子位则是可允许0或1的结果同时存在，加上借由量子叠加现象特性对应更多数值存在可能性，因此能在相同时间内对应更大量的计算结果，因此被视为未来运算发展模式。而为了确保量子电脑发展，同时也带动超导体等技术成长。

因此就目前观点来看，量子电脑将会是未来更大计算量的发展方向，但并不代表现有电脑系统将被取代，其中原因包含不同运算使用需求，以及实际应用成本上的考量，因此现有CPU+GPU的运算模式依然会是主流，同时也确实还有很多发展空间。

而就IBM说明，目前对于量子电脑商用的考量，应该还是会以租赁使用为主，而不会考虑大量生产让厂商订购使用，这样的运作方式对于企业、 *** 机构有大量运算需求时，其实也较为方便，毕竟一般情况下并不会长时间透过量子电脑计算超大规模数据内容，同时也无须自行维护电脑系统运作是否正常，由IBM统一维护管理，有使用需求时透过网路连接传输计算结果即可。

因此，未来量子电脑进入商用化时，预期将会比照微软Azure或亚马逊旗下AWS等云端服务以计时、计量等方式收费，而IBM目前表示已经与石油公司埃克森美孚(ExxonMobil)，以及欧洲核子研究组织(CERN)等单位合作。