從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱没?硅臻首次發(fā)布通用可編程光量子計(jì)算機(jī)

量子科技是未來產(chǎn)業(yè)的重要方向！今年被聯(lián)合國教科文組織定義為“國際量子科學(xué)與技術(shù)年”，2025年也因此被稱為“量子技術(shù)元年”。我國“十五五”錨定的六大未來產(chǎn)業(yè)中，量子科技也被正式列入未來產(chǎn)業(yè)布局的首位。

2025年開幕的2025量子科技和產(chǎn)業(yè)大會上，集成光量子芯片企業(yè)—合肥硅臻芯片技術(shù)有限公司（以下簡稱“硅臻芯片”）首次發(fā)布基于硅光集成芯片的通用可編程量子計(jì)算機(jī)，邁出從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱没?、產(chǎn)業(yè)化的重要一步。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，量子網(wǎng)絡(luò)安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，合肥硅臻芯片技術(shù)有限公司首席科學(xué)家任希鋒告訴媒體，當(dāng)今社會已經(jīng)進(jìn)入信息社會，信息社會決定生產(chǎn)力的就是算力，算力越強(qiáng)大科技發(fā)展或產(chǎn)業(yè)進(jìn)展的能力就越強(qiáng)；經(jīng)典計(jì)算機(jī)雖然已經(jīng)進(jìn)入納米級，但受到物理原理的限制，很難把計(jì)算能力再向上進(jìn)行提升。

他表示，量子計(jì)算可以利用量子疊加和糾纏特性指數(shù)級的提升計(jì)算的能力，為社會發(fā)展及科技發(fā)展提供一個優(yōu)異的算力提升途徑。

據(jù)了解，硅臻芯片發(fā)布的基于硅光集成芯片的通用可編程量子計(jì)算機(jī)以光子為量子比特載體、集成光子學(xué)芯片為核心，實(shí)現(xiàn)了核心部件的自主研發(fā)，并可通過云平臺訪問接入，可大幅降低系統(tǒng)運(yùn)維復(fù)雜度與成本投入。

任希鋒介紹，目前開放4量子比特物理資源，可用于中小型量子計(jì)算場景的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其單比特和雙比特量子態(tài)平均保真度分別達(dá)到99.7%和99.4%，為運(yùn)算結(jié)果提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；后期可以通過模塊化的核心器件更新，提升至16比特，乃至50比特以上，實(shí)現(xiàn)不斷升級迭代。

公開信息顯示，目前量子計(jì)算的體系主要包括光學(xué)、超導(dǎo)、離子阱、中性原子、半導(dǎo)體、拓?fù)涞燃夹g(shù)路線，不同體系在實(shí)現(xiàn)方式、硬件架構(gòu)和應(yīng)用場景上各有特點(diǎn)。硅臻芯片選擇了集成光子芯片路線，任希鋒解釋說，光學(xué)比特具有穩(wěn)定性高，信息編碼自由度多等優(yōu)勢，同時(shí)，光學(xué)非?？爝m合做長程互聯(lián)，比如將來北京、上海、深圳的量子計(jì)算機(jī)要連起來，就必須要用到光學(xué)。

他特別提出，硅光芯片用的材料是硅和氮化硅，加工工藝和現(xiàn)在的半導(dǎo)體加工工藝一致，非常成熟；硅光芯片可以常溫運(yùn)行，在穩(wěn)定性和抗干擾能力方面具有顯著優(yōu)勢，綜合這些優(yōu)勢可以為量子計(jì)算的產(chǎn)業(yè)化鋪設(shè)可行路徑。

任希鋒表示，量子計(jì)算的核心是比特?cái)?shù)的提升和比特操控能力的提升，我們不僅要提升比特?cái)?shù)還要操控的非常精準(zhǔn)。他期待，未來幾年將比特?cái)?shù)逐步提升到16-50，將來再達(dá)到百萬量級，同時(shí)通過精準(zhǔn)操控和避錯、糾錯，將單比特門和兩比特門操作保真度都提升到99.9%以上最終實(shí)現(xiàn)商業(yè)化通用量子計(jì)算。

硅臻光量子計(jì)算整機(jī)未來可廣泛服務(wù)于科研領(lǐng)域的量子算法驗(yàn)證、人工智能領(lǐng)域的自動駕駛及AI算法、通信領(lǐng)域的量子加密原型開發(fā)，以及金融市場的量子蒙特卡洛模擬、生物醫(yī)療的分子結(jié)構(gòu)模擬、物流交通的優(yōu)化路徑計(jì)算等多維應(yīng)用場景。

硅臻此次發(fā)布的光量子計(jì)算機(jī)包含三大核心組件—糾纏光子源、集成光量子計(jì)算芯片、光量子計(jì)算芯片測控系統(tǒng)，均由硅臻自主研發(fā)完成。

量子計(jì)算的發(fā)展是一場馬拉松，是打破算力瓶頸的最可能路徑。硅臻芯片堅(jiān)持快速迭代、不斷趨近完美的技術(shù)邏輯，構(gòu)建 “科研—產(chǎn)品—產(chǎn)業(yè)”的完整技術(shù)閉環(huán)，讓量子計(jì)算的未來不斷走進(jìn)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)。