【文/觀察者網(wǎng) 李澤西  編輯/張廣凱】

在經(jīng)典計算機的早期研發(fā)過程中，中國十分遺憾地處于跟隨者位置。不過，中國對量子力學前期戰(zhàn)略性的關(guān)注和投入，正在取得令人矚目的回報。

觀察者網(wǎng)了解到，合肥本源量子計算科技有限責任公司（以下簡稱為“本源”或“本源量子”）即將推出“悟空”計算機，以及為其專門配套的“悟空”芯片?！拔蚩铡庇嬎銠C有望成為國內(nèi)頂尖的實用量子計算機，部分報道稱之為“中國最強量子計算機”。

“悟空”的問世究竟有多大意義，與國內(nèi)其它量子計算機有何區(qū)別？中國量子計算行業(yè)與西方尚有哪些差距？近日，本源量子的總經(jīng)理張輝接受觀察者網(wǎng)獨家專訪，透露了“悟空”計算機的更多細節(jié)，并深入探討中國量子計算行業(yè)未來的發(fā)展方向。

本源悟源量子計算機外景

以下為專訪實錄：

觀察者網(wǎng)：實驗室階段的量子計算機，已經(jīng)不算是非常新鮮的事物了，“悟空”量子計算機和芯片有什么特別的意義？是否具備了量產(chǎn)能力？

張輝：現(xiàn)在量子計算機處于剛剛從研發(fā)開始轉(zhuǎn)向工程化的階段。本源最主要的責任不只是在于科學研究， 更重要的是做工程化的量子計算機。如果按整機來算的話，從去年以來總共大概只有兩臺量子計算機的銷售。單純講量子芯片的話，我們一年生產(chǎn)幾百片、幾千片也不是問題。這些生產(chǎn)的量子芯片全部都可以直接用于悟空量子計算機，一臺量子計算機對應專門的一個量子芯片。

因為我們剛從研發(fā)開始往工程化上在走，所以芯片的生產(chǎn)還是需要不斷地提升質(zhì)量。我們交付給用戶時，會從我們的測試的芯片中挑一塊相對穩(wěn)定或者質(zhì)量相對好一點的。

觀察者網(wǎng)：以現(xiàn)在的發(fā)展速度，量子計算機大概什么時候可以實現(xiàn)大規(guī)模商用？

張輝：從全球來看，量子計算的企業(yè)都是剛從研發(fā)開始往工程化商業(yè)化方向前進，目前設(shè)立的目標大概是2030年實現(xiàn)。包括IBM、谷歌這些量子計算賽道里面最強的團隊，以及我們本源，都希望在2030年跨入比特位數(shù)比較高的通用量子計算機時代。

觀察者網(wǎng)：量子計算機與經(jīng)典計算機芯片相比，算力如何？適合哪些應用，不適合哪些應用？

張輝：我們這次推出的最新產(chǎn)品“悟空”芯片，會高于64比特位數(shù)。理論上，n個量子比特位數(shù)的存儲能力，相當于2的n次方個經(jīng)典計算機位數(shù)。 但是量子芯片和經(jīng)典計算機芯片的算力不能直接對比，因為量子計算機和經(jīng)典電子計算機能解決的問題領(lǐng)域目前是不太一樣的，只有少部分交點。

本源超導24比特量子芯片

量子計算機更擅長海量數(shù)據(jù)并行運算、模擬分子原理，經(jīng)典計算機處理則較為困難。相反，如果用量子計算機去處理傳統(tǒng)計算機很擅長的加減乘除、運行游戲、播放視頻電影等功能，我覺得這體現(xiàn)不出來量子優(yōu)勢，量子計算機并不對這些問題有直接的加速的作用。短期內(nèi)，量子計算機應該不會去解這些問題，因為經(jīng)典計算機已經(jīng)解得非常不錯了。

觀察者網(wǎng)：那么量子計算機的具體應用方向有哪些？在本源量子云的網(wǎng)站上，將近一半的應用都是金融。在這方面，量子計算有什么特殊的優(yōu)勢嗎？在實際應用中，效果如何？

張輝：量子計算機在海量數(shù)據(jù)并行運算、模擬分子原子的運動規(guī)律，或者是生物、化學材料合成領(lǐng)域，有得天獨厚的優(yōu)勢。我們做量子計算機，就是從數(shù)學或物理的層面去制造這個工具。我們設(shè)計的這些算法，映射到實際應用當中，可以解決很多金融、生物醫(yī)藥、化工材料、人工智能行業(yè)的數(shù)學問題。

我們率先在金融方向上有比較多的應用，首先是因為金融行業(yè)對這種前沿的科技可能會比較敏感一些，比較愿意先去試用，所以我們現(xiàn)在在金融方向突破比較快一點。當然，你也可以看到我們在人工智能、化學材料這些方向上也在做相應的一些部署。這個是由市場規(guī)律決定的，即市場前景相對廣闊一點的行業(yè)，包括生物醫(yī)藥，可能會對這種先進的技術(shù)更為敏感、需求度會高一些。所以我們也會率先在這些行業(yè)上開展量子計算的一些部署工作。

觀察者網(wǎng)：本源量子計算云已經(jīng)在運行，其實際應用效果如何？

張輝：我們是從底層的物理和數(shù)學問題上去設(shè)計一些算法，幫助我們的用戶去解決他們的實際問題。量子計算從研發(fā)往商業(yè)化的過程中，一方面需要我們積極地去跟用戶走近，另一方面用戶也要跨一步向我們這邊走。

比如說生物醫(yī)藥，我們其實對生物醫(yī)藥這個行業(yè)并不了解，所以我們會開放量子云平臺給我們的用戶來訪問和使用，我們需要生物醫(yī)藥的這些伙伴們來提供他們行業(yè)中的問題，以及這些問題對應的數(shù)學模型、物理模型，這樣更直接、有針對性地解問題。

觀察者網(wǎng)：本源量子把谷歌、IBM的超導量子計算機，以及英特爾的半導體量子芯片作為對標對象。相比國外的量子計算機，本源量子哪些地方更為優(yōu)越？哪些地方還有待趕超？

張輝：從目前本源的產(chǎn)品和研發(fā)進度上來看，硬件方面我們比他們落后一些。我們所說的對標，意思是谷歌、IBM以及英特爾等都是我們的目標、我們尊敬的學習對象。不過，在國內(nèi)，作為一個整體生態(tài)而言，本源目前還是有一定優(yōu)勢的，比如在軟件和操作系統(tǒng)方面，以及我們的Q-EDA（量子電子設(shè)計自動化）工具。今年的全球量子計算發(fā)明專利排行榜上，本源也有幸能夠排到全球第六位。當然，我們跟前面這些老大哥們還是有一些差距的，這也是我們前進的方向。

谷歌懸鈴木量子計算機

觀察者網(wǎng)：很多報道稱，中國的量子力學處于全球領(lǐng)先地位，如何理解這種領(lǐng)先？為什么中國在硬件方面還在追趕國外企業(yè)，差距有多大？

張輝：中國在量子科學研究方面的確在全球處于第一梯隊，所以中國人應該對量子信息和量子技術(shù)有信心。中國在論文數(shù)量、專利數(shù)量名列全球前茅。

但是在量子計算賽道里面，我們相對落后一些，因為其中涉及到很多工程化的問題，而我國整體工業(yè)基礎(chǔ)會落后一些。比如說，量子計算的超導和半導體這樣兩條路徑，需要用到傳統(tǒng)計算機中的一些集成電路芯片的技術(shù)、設(shè)備，這些方面國內(nèi)相對落后一些。從公開數(shù)據(jù)上看，我們整體落后大約3~4年。

另一個很重要的差距，是IBM和谷歌這些非常領(lǐng)先的團隊，大概從上世紀的90年代就開始做相應的部署，他們在工程化路徑上的探索遠遠早于我們本源。本源是國內(nèi)最早成立的量子計算公司，但那也已經(jīng)是2017年了。我們國內(nèi)才剛開始往量子計算工程化的路徑上探索。

觀察者網(wǎng)：10月5日，英特爾稱自己成功地研發(fā)出了具有“顯著均勻性”的量子芯片，300毫米的硅片良品率達95%。我國的芯片研發(fā)目前處于什么水平，何時可達到英特爾的水平？

張輝：英特爾是一個非常偉大的企業(yè)，它在傳統(tǒng)計算機芯片的設(shè)計制造上，應該說是全球老大哥的角色了，所以它的整個集成電路和芯片制造經(jīng)驗、設(shè)備、人才等，應該說都遠遠領(lǐng)先于全球所有團隊，這是它的一個非常大的優(yōu)勢。量子計算作為一個新興技術(shù)，從最底層的材料開始，都需要去重新研發(fā)和制造。針對量子計算需要的材料，英特爾有非常先進的技術(shù)、設(shè)備以及人才積累。他們從原材料晶圓開始就有非常先進的技術(shù)，這是我們需要學習的一個點。

英特爾量子芯片

觀察者網(wǎng)：您提到量子計算也需要集成電路、半導體技術(shù)，這是不是意味著量子芯片也可能受到美國技術(shù)封鎖的威脅，可能沒法真正幫助中國“彎道超車”？

張輝：首先，我認為量子計算這個技術(shù)應該屬于全人類的，我相信未來在量子計算賽道里面，中國人也會貢獻中國人的智慧和力量。雖然我們現(xiàn)在努力在追趕國際上最好的團隊，但我們也有一些比較好的原創(chuàng)性技術(shù)產(chǎn)生，所以我覺得未來人類的量子計算也一定是有中國人參與的。

另一方面，雖然我們是追趕的角色，但是放眼全球，量子計算目前處于比較白熱化的競爭狀態(tài)。我們經(jīng)常講的是希望中國在量子計算領(lǐng)域上首先“不踏空”。我希望我們能夠去為我們的國家努力在量子計算賽道里面爭取一些比較核心的專利，然后未來能夠代表國家去參與全人類量子計算的整個部署工作。

但現(xiàn)階段而言，這些國際上最強的團隊確實無論在資金、人才、設(shè)備上都遠遠領(lǐng)先于我們。彎道超車，我覺得還是很遙遠的一個事情。本源現(xiàn)在是在努力靠近他們，希望能夠為量子計算貢獻我們的力量、智慧。