1月6日，中國(guó)第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”正式上線運(yùn)行。

據(jù)報(bào)道，該量子計(jì)算機(jī)搭載72位自主超導(dǎo)量子芯片“悟空芯”，是目前中國(guó)最先進(jìn)的可編程、可交付超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。“悟空”這一名字，則是取自中國(guó)傳統(tǒng)文化中的神話人物孫悟空，寓意如孫悟空般“72變”。

接下來(lái)，我們從以下幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)一步了解一下“本源悟空”：為什么說(shuō)是自主可控？量子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用體現(xiàn)在哪里？量子計(jì)算機(jī)會(huì)催生更多的人工智能應(yīng)用嗎？

一、為什么說(shuō)是自主可控？

過(guò)往，量子計(jì)算機(jī)當(dāng)中有很多的核心零部件都是掌握在國(guó)外的研究團(tuán)隊(duì)手中，而“本源悟空”的技術(shù)是由國(guó)內(nèi)的研究團(tuán)隊(duì)自主攻克的，尤其是最核心的芯片——“悟空芯”以及量子計(jì)算測(cè)控、操作系統(tǒng)，都是自主設(shè)計(jì)、自主開(kāi)發(fā)、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、自主生產(chǎn)出來(lái)的。

量子計(jì)算芯片安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任賈志龍介紹，“悟空芯”采用了72個(gè)計(jì)算量子比特的設(shè)計(jì)方案，還包含126個(gè)耦合器量子比特，共有198個(gè)量子比特，其實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的比特弛豫時(shí)間T1≥15.3μs，退相干時(shí)間 T2≥2.25μs。與前兩代量子芯片相比，第三代超導(dǎo)量子芯片具有更高的相干時(shí)間，性能上有顯著提升。

“本源悟空”量子計(jì)算機(jī)可一次性下發(fā)、執(zhí)行多達(dá)200個(gè)量子線路的計(jì)算任務(wù)，從而比只能同時(shí)下發(fā)、執(zhí)行單個(gè)量子線路的國(guó)際同類量子計(jì)算機(jī)具有更大的速度優(yōu)勢(shì)。

安徽省量子計(jì)算工程研究中心副主任孔偉成博士介紹，“本源悟空”匹配了本源第三代量子計(jì)算測(cè)控系統(tǒng)“本源天機(jī)”，在國(guó)內(nèi)首次真正落地了量子芯片的批量自動(dòng)化測(cè)試，量子計(jì)算機(jī)的整機(jī)運(yùn)行效率提升了數(shù)十倍。

二、量子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用體現(xiàn)在哪里？

據(jù)本源量子計(jì)算公司總經(jīng)理張輝介紹，在需要大規(guī)模計(jì)算的領(lǐng)域，量子計(jì)算機(jī)可一展拳腳，如助力先進(jìn)材料制造和新能源開(kāi)發(fā)等。

在藥物研發(fā)方面，量子計(jì)算機(jī)通過(guò)精準(zhǔn)模擬各種分子、原子的自然演進(jìn)，可幫助科研人員快速找到對(duì)付病毒的藥物；在公共交通領(lǐng)域，量子計(jì)算能夠迅速對(duì)復(fù)雜的交通狀況進(jìn)行分析預(yù)判，從而調(diào)度綜合交通系統(tǒng)，最大限度避免道路擁堵。

三、量子計(jì)算機(jī)會(huì)促生更多的人工智能應(yīng)用嗎？

人工智能背后需要強(qiáng)大的算力支撐，量子計(jì)算剛好可以給人工智能提供這樣的算力支撐，能夠讓人工智能發(fā)揮出更強(qiáng)大的應(yīng)用。

微軟量子計(jì)算研究員內(nèi)森·維貝說(shuō)：“如果有一個(gè)足夠大、足夠快的量子計(jì)算機(jī)，我們可以徹底改變機(jī)器學(xué)習(xí)的各個(gè)領(lǐng)域?！?/p>

事實(shí)上，微軟的拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)最早的用途之一就是幫助人工智能研究人員利用機(jī)器學(xué)習(xí)，加快訓(xùn)練算法。比如，把人工智能助理小娜的算法訓(xùn)練時(shí)間從一個(gè)月縮短到一天。

從這點(diǎn)上看，量子計(jì)算就像人工智能的協(xié)助處理器，非常適合機(jī)器的深度學(xué)習(xí)。不僅如此，通常人工智能中的代碼是靜態(tài)的，即使結(jié)果錯(cuò)誤，普通算法也不會(huì)自行修改。但是，量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠自動(dòng)設(shè)定程序，自行修改代碼，并通過(guò)不斷學(xué)習(xí)來(lái)處理之前從未遇到的新數(shù)據(jù)。