日前，玻色量子正式發(fā)布自研100量子比特相干光量子計(jì)算機(jī)——“天工量子大腦”。
就在3個月前，因“天工量子大腦”在通信、金融等領(lǐng)域的巨大潛力，使得玻色量子獲得了中國移動的產(chǎn)業(yè)投資，這也是量子計(jì)算行業(yè)里的首例產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)投。此次新品發(fā)布會不僅標(biāo)志著玻色量子邁出了實(shí)用化量子計(jì)算應(yīng)用的關(guān)鍵一步，還代表著光量子計(jì)算領(lǐng)域?qū)嵱没年P(guān)鍵里程碑。
玻色量子創(chuàng)始人&COO馬寅演講
追溯人類已知最早的計(jì)算工具，是在四萬年前的南非發(fā)現(xiàn)的三根股骨。而科技進(jìn)步的每一小步，背后都是算力突飛猛進(jìn)的一大步。玻色量子創(chuàng)始人&COO馬寅提出，量子計(jì)算本質(zhì)上就是算力的“遷躍”。伴隨著電子計(jì)算機(jī)賴以提升算力的摩爾定律走到了盡頭，新的場景呼喚全新的計(jì)算工具。
未來全新的計(jì)算工具是什么？玻色量子創(chuàng)始人&CEO文凱在發(fā)布會現(xiàn)場給出了答案——量子計(jì)算機(jī)。
玻色量子創(chuàng)始人&CEO文凱博士演講
文凱博士對此次發(fā)布的相干光量子計(jì)算機(jī)——“天工量子大腦”，從三大優(yōu)越性進(jìn)行了深入講解，突出展示了玻色量子已具備量子計(jì)算核心器件、關(guān)鍵組件的自主研發(fā)硬科技實(shí)力和“天工量子大腦”的量子優(yōu)勢。
玻色量子自研的“天工量子大腦”具有100個計(jì)算量子比特，可以解決最高超過100個變量的數(shù)學(xué)問題，并實(shí)現(xiàn)了上百規(guī)模光量子之間的“全連接”控制，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(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展、可編程，充分利用光量子計(jì)算優(yōu)勢，極大降低了實(shí)際問題的建模復(fù)雜度。
“天工量子大腦”的求解速度比經(jīng)典優(yōu)化算法平均加速超過100倍。量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算加速度是體現(xiàn)量子優(yōu)勢的重要指標(biāo)。經(jīng)過數(shù)十個實(shí)際案例的測試驗(yàn)證，相比于經(jīng)典優(yōu)化算法，求解速度比經(jīng)典速度平均加速超過100倍，而相比暴力破解的窮舉法，算力優(yōu)勢更是提升了多個數(shù)量級。
“天工量子大腦”的平均求解結(jié)果優(yōu)于經(jīng)典算法120%。在計(jì)算復(fù)雜度越高的問題上，量子計(jì)算的優(yōu)勢越發(fā)明顯。類似于AI大模型的“涌現(xiàn)”能力，當(dāng)量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算規(guī)模提升之后，大規(guī)模量子計(jì)算的實(shí)用量子優(yōu)勢逐步“涌現(xiàn)”，而100量子比特就是這一轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
自公司成立起，玻色量子就一直專注于光量子計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域深耕細(xì)作，聚焦技術(shù)創(chuàng)新不斷突破，成功以100量子比特建立了光量子計(jì)算領(lǐng)域?qū)嵱没年P(guān)鍵里程碑。
玻色量子CTO魏海博士循序漸進(jìn)的剖析了“天工量子大腦”的光量子疊加特性、整機(jī)架構(gòu)及核心器件、“開物”SDK，解答了“天工量子大腦”量子優(yōu)勢的來源，最后提出Max-Cut是實(shí)用量子計(jì)算的“算力標(biāo)準(zhǔn)”。
當(dāng)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(zhǔn)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)，這也是“天工量子大腦”實(shí)現(xiàn)加速的根本原因，玻色量子利用該效應(yīng)，基于timebin，完成了100光量子比特的并行加速計(jì)算。
“天工量子大腦”爆炸圖
為了滿足光量子存儲運(yùn)算的極高精度需求，實(shí)現(xiàn)超過100個量子比特的存儲，玻色量子自主研發(fā)了一款光量子計(jì)算專用光纖恒溫控制設(shè)備——“量晷”，該設(shè)備能將光纖的溫度變化穩(wěn)定在千分之一攝氏度量級，即能夠做到0.001℃的溫度穩(wěn)定維持，有效避免環(huán)境溫度波動帶來的光纖內(nèi)存長度誤差。
為了導(dǎo)入計(jì)算問題的參數(shù)矩陣，玻色量子自研了光量子測控一體機(jī)——“量樞”，集光量子測量反饋、系統(tǒng)狀態(tài)檢測、計(jì)算流程控制等功能于一體，在GHZ調(diào)控速率下同時控制、讀取和執(zhí)行快速反饋來操控100個計(jì)算量子比特。
量子計(jì)算從來不是“單打獨(dú)斗”，要與經(jīng)典計(jì)算聯(lián)合工作。為了“連接”量子計(jì)算與經(jīng)典計(jì)算，為了聯(lián)合更多的開發(fā)者和客戶一起搭建量子計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)，玻色量子推出了“開物”SDK，為有特殊大規(guī)模計(jì)算需求的客戶提供定制化的開發(fā)服務(wù)。
魏海提到，在實(shí)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，其中最具代表性的21個NP-Complete模型（簡稱“NPC”）在生活中無處不在。這些問題之間可以互相歸約轉(zhuǎn)化，技術(shù)中經(jīng)常用Max-Cut問題來做統(tǒng)一的數(shù)學(xué)表達(dá)，表征計(jì)算復(fù)雜度。比如經(jīng)典計(jì)算中的很多代表性企業(yè)等都曾使用Max-Cut來做新品算力的標(biāo)定。“因此，為了標(biāo)定量子計(jì)算的算力優(yōu)勢，我們采用在經(jīng)典計(jì)算中和量子計(jì)算中都通用的Max-Cut問題來作為實(shí)用量子計(jì)算的‘算力標(biāo)準(zhǔn)’。”
