天算1号：国内首个离子阱可扩展分布式量子计算机项目

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#111723#量子信息技巧开展非常敏捷，现在俨然曾经成为了国际竞争比赛的新 “疆场”。量子信息技巧作为将来最具潜力、晋升综合国力必弗成少的尖端技巧，天下各都城纷纭提出量子策略、设立量子名目以增进本国量子科技的开展。当下，中国也愈发器重量子科技工业，一直通过自立研发技巧翻新攻破外洋把持位置。
启科量子的结合开创人兼 CEO 陈柳平在量子技巧范畴已深耕 20 年，他曾任寰球著名量子技巧公司 MagiQ 总工程师，于 2003 年参加推出了寰球首套贸易化量子通讯体系，前后研发了共四代贸易化量子通讯体系。
早在 2007 年，他便开端研讨量子盘算构造键装备，开辟出寰球首个公用量子盘算波形产生器，同时他还与麻省理工学院、哈佛大学等一流高校配合开辟离子阱量子盘算机名目。2015 年，陈柳平参加开辟出寰球首套量子盘算操控体系，增进了寰球量子盘算机科研和产物的提高。
天年 1 号：海内首个离子阱可扩大散布式量子盘算机名目
陈柳温和团队专一量子通讯装备制作与全栈式离子阱量子盘算机开辟，现在，在这两个范畴都曾经获得了一系列研讨结果。


量子通讯方面，团队在 2019 年实现基于单光子的量子秘钥散发体系研发，2020 年实现基于胶葛态的量子信息传输，产物包含量子保密通讯收集中心装备、量子保密通讯收集运维产物、量子保险利用产物和脉冲激光器等中心组件。现在，量子通讯产物曾经进入量产推动阶段，并打算在海内多范畴展开利用安排。
量子盘算方面，团队于 2018 年就在中国率先展开了散布式离子阱量子盘算机的研发，并于 2020 年 8 月正式启动了“天年 1 号” 离子阱量子盘算机名目，估计在 2-3 年的时光实现。
另外，陈柳平向 DeepTech 先容了下一步的研讨意向：“2022 年，咱们将启动离子 - 光子胶葛的散布式量子盘算机研发，估计 2023 年实现散布式的百比特量子盘算机（量子体积将到达亿级），并将在此基本长进一步研发散布式千比特量子盘算机，以此拓展量子盘算在人工智能、生物制药、聪明交通、金融等范畴贸易利用。”
对于 “天年 1 号”，陈柳平起首先容了离子阱技巧。他说：“离子阱是实现通用量子盘算的两个公承认行计划之一。离子阱量子盘算机存在量子比特统一性优良、相关时光超长、制备和读出效力高、量子逻辑门保真度高四大长处。”离子阱是同时满意量子盘算 5 个基础原则和量子收集 2 个原则的独一物理系统。“现在专一于离子阱量子盘算机研发的企业有美国的 IonQ 和 Honeywell、奥天时的 AQT、英国的 UC 以及中国的启科量子，研发机构有桑迪亚国度试验室、MIT、清华、中科大等等。” 陈柳平弥补道。
用现在通用量子盘算机跑分的指标 —— 量子体积来权衡，IonQ 离子阱量子盘算机量子体积到达 400 万，超越初次实现量子霸权的谷歌超导量子盘算机的 2-3 个数目级。美国离子阱量子盘算机的头部公司 IonQ 由美国国度量子法案的国会科技听证人（四位听证人分辨代表科技、教导、工业、国度保险）、美国迷信院院士 Chris Monroe 领衔，曾经取得谷歌、亚马逊、微软等国际信息工业巨子投资。
在海内，多个科技公司定位于超导量子盘算，然而离子阱量子盘算的工程与贸易开辟缺位。陈柳温和他的团队弥补了这一空白，是现在海内独一一家基于离子阱技巧开辟量子盘算机并将其工程化的公司，并将中国量子盘算机的工业化开辟推向国际当先位置。
在被问及以后的离子阱技巧难点时，陈柳平告知 DeepTech：“离子阱有两个技巧难点，第一是怎样把大批离子在小范畴内软禁起来；第二是怎样把持高精度高能量的激光。”“离子阱将来开展取决于两个主要要素，微波芯片制作工艺和激光把持。十分值得一提的是，现在中国在激光产业，包含光学产业方面更加进步，是天下一流！” 他随后弥补说。
中心技巧主导开展命脉
中国有一批优良的量子科技公司，在提到相较于其余公司的上风时，陈柳平告知 DeepTech：“咱们有两个中心竞争力。其一，团队中心成员具有 20 多年的量子通讯、量子盘算多范畴技巧积聚与实际教训，技巧自立可控，在海内处于当先位置；其二，咱们是海内首家兼具量子盘算和量子通讯研发才能的企业，对于构建通讯和盘算相联合的第三代量子收集存在唯一无二的产物和技巧上风。”
陈柳平随后向 DeepTech 先容了团队情形。团队的中心职员包含来自哈佛大学、斯坦福大学、马里兰大学和寰球著名量子技巧公司 MagiQ、1Qbit 等机构的 50 多位迷信家和工程师，硕士及以上学历占比超 85%。他们存在丰盛的科研及实际教训，同时也在国际上取得一系列主要研讨结果。比方，2010 年研制出寰球第一个私密性被物理定律维护的量子随机数产生器；2012 年研制出寰球第一个基于微电子工艺的离子阱芯片并初次实现了离子软禁；2018 年在中国率先展开散布式离子阱量子盘算机研发等等。别的，多位团队成员在 Nature、PRL 等主要期刊上宣布论文 30 余篇、取得数十项专利。
得益于上述人材气力，团队用 16 个月实现了城域网高速量子通讯体系等系列第一代产物的研发，综合机能到达国际当先程度，现在已开端进入市场化阶段。
与此同时，“天年 1 号” 千比特离子阱量子盘算机的包含离子阱芯片、精细激光体系、量子比特光电测控体系、高速电子时序与把持体系、量子编程言语、量子云和量子利用软件等研发也在延续停止中。
谈及在中心技巧、试验室建立、尺度制定、产学研配合等方面的结果，陈柳平告知 DeepTech：“咱们的量子密钥体系的计划计划采取新型时光相位编码，与其余计划比拟，能够做到完整的偏振有关性，并且大大下降接受真个插损，从而进步体系成码率和传输间隔，可能更好的实用于长间隔庞杂光缆利用情况。”
试验室建立方面，陈柳平说：“咱们的量子通讯研发核心位于北京，用于研讨开辟量子通讯要害技巧、装备及在相干范畴中的利用处理计划。现在已实现量子通讯收集中心装备、量子通讯收集运维产物、量子保险利用产物及中心组件的研制，产物将重要利用于政务、国防、金融、电力调配、交通等普遍范畴的量子保密通讯收集建立；咱们的量子盘算 H-bar 试验室位于大湾区，按打算目的推动 “天年 1 号” 离子阱量子盘算机名目。”
尺度制订方面，公司承当了包含《量子密钥散发 (QKD) 体系技巧请求》、《量子密钥散发 (QKD) 体系测试方式》、《量子保密通讯 VPN 装备检测技巧标准》、《量子保密通讯体系密钥交互接口技巧标准》在内的四项国度及行业尺度的体例义务。
产学研层面，陈柳平向 DeepTech 罗列了一些配合机构。“咱们与外洋多家量子科技企业、麻省理工学院、清华大学、北京大学、国度电网、中科院盘算机以是及中科院精细丈量迷信与技巧翻新研讨院等浩繁海内外科研机构及多范畴企业开展交换并互惠合作。” 他说。
寰球及中国量子信息技巧开展近况
在谈及寰球量子信息技巧和中国所处的位置和近况时，陈柳平告知 DeepTech：“现在，中国的量子信息技巧的一些范畴在国际盘踞上风，但有一些方面还处于起步阶段，团体的综合技巧气力和西欧国度存在差距。”
量子信息技巧实在是一个统称，它重要包括量子盘算、量子通讯和量子丈量三大范畴。
“量子盘算具有巨量信息携带和超强并行盘算才能，可能在某些盘算艰苦成绩上供给指数级减速。在寰球范畴，当初正处于含噪声中等范围量子盘算的研发阶段，估计在人工智能、生物医药、航空航天等范畴将发生‘杀手级’利用。” 陈柳平表现。“现在，在量子盘算范畴，美国仍然处于寰球当先位置，中国在量子盘算方面处在赶超阶段。” 他弥补道。
“量子通讯的典范利用包括量子密钥散发（QKD）和量子隐形传态（QT）。基于 QKD 的量子保密通讯是现在曾经初步适用化的利用偏向，曾经展开多范畴利用和工业化开展；QT 研讨间隔适用化仍有较大间隔。” 陈柳平说道，“中国在 QKD 技巧的远间隔、高速度、小型化、保险攻防以及尺度化方面，以及在量子隐形传态、量子中继等面向将来量子收集的中心技巧方面，均获得了一系列严重结果，能够绝不夸大地说，中国的量子通讯在国际处于第一梯队”。
对于量子丈量，陈柳平表现：“比年来重要研讨存眷晋升丈量机能指标，进一步挑衅丈量精度记载和冲破经典丈量盘算；推动样机体系化，进一步展开小型化、芯片化和可挪动化研发，加强体系适用性。” 他告知 DeepTech，“现在而言，中国在量子丈量利用与工业化尚处于初步阶段，但正在逐渐发力。”
采访最后，陈柳平向 DeepTech 先容了他和团队的临时目的以及将来愿景。于公司层面，他将率领团队树立起通讯与盘算相联合的第三代量子收集，即以衔接量子盘算机为中心的量子互联网，从而让数据更保险、盘算更高效。于国度层面，依靠团队本身技巧气力一直冲破翻新，推进中国量子信息技巧工业稳固疾速开展，让中国量子科技在国际到达当先位置。
据悉，启科量子总部位于北京中关村软件园，是海内首家在量子盘算、量子通讯、量子丈量范畴均具有自立中心技巧和综合产物研制才能及教训的公司。2021 年 1 月 19 日，启科量子实现了 5000 万元天使轮融资，投资方为中关村前沿基金、中关村金种子基金等。
原文题目：海内始创公司研制离子阱可扩大散布式量子盘算机｜专访
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