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中國量子計(jì)算邁入千比特時(shí)代：首款超導(dǎo)量子測控系統(tǒng)交付背后的突破與挑戰(zhàn)
2025年06月17日 14:28:31
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：3497
我國首款支持千比特級別的超導(dǎo)量子計(jì)算測控系統(tǒng)完成交付，填補(bǔ)了國內(nèi)大規(guī)模超導(dǎo)量子測控技術(shù)的空白。
近日，我國首款支持千比特級別的超導(dǎo)量子計(jì)算測控系統(tǒng)完成交付，標(biāo)志著我國在量子計(jì)算硬件研發(fā)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。這一突破不僅填補(bǔ)了國內(nèi)大規(guī)模超導(dǎo)量子測控技術(shù)的空白，也為未來實(shí)現(xiàn)實(shí)用化量子計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。在全球量子科技競爭日益激烈的背景下，中國正加速躋身量子計(jì)算第一梯隊(duì)。
量子計(jì)算機(jī)的核心優(yōu)勢在于其并行計(jì)算能力，而比特規(guī)模直接決定其算力上限。此前，國際領(lǐng)先的量子計(jì)算公司如IBM和谷歌已實(shí)現(xiàn)數(shù)百比特的超導(dǎo)量子處理器(如IBM的433比特“魚鷹”處理器)，但千比特級別的測控系統(tǒng)仍面臨巨大技術(shù)挑戰(zhàn)。
此次交付的測控系統(tǒng)由我國科研團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)，采用高度集成化設(shè)計(jì)，能夠同時(shí)精準(zhǔn)操控和測量上千個(gè)超導(dǎo)量子比特。相較于傳統(tǒng)測控方案，該系統(tǒng)在信號保真度、噪聲抑制和低溫環(huán)境適配性等方面實(shí)現(xiàn)突破，為更大規(guī)模的量子處理器研發(fā)鋪平道路。
超導(dǎo)量子計(jì)算需要在接近絕對零度的極低溫環(huán)境下運(yùn)行，并對微波脈沖進(jìn)行高精度調(diào)控。隨著比特?cái)?shù)量的增加，信號串?dāng)_、時(shí)序同步和系統(tǒng)穩(wěn)定性等問題呈指數(shù)級增長。我國科研團(tuán)隊(duì)通過以下關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)實(shí)現(xiàn)突破：
超導(dǎo)量子計(jì)算采用分布式控制方案，降低信號傳輸延遲，提高系統(tǒng)擴(kuò)展性；優(yōu)化微波脈沖生成與讀取電路，減少環(huán)境噪聲對量子態(tài)的影響；逐步擺脫對進(jìn)口高端儀器(如超低溫稀釋制冷機(jī)、高速數(shù)字轉(zhuǎn)換器)的依賴，提升供應(yīng)鏈安全。
千比特級別的量子測控系統(tǒng)不僅推動(dòng)基礎(chǔ)研究(如量子糾錯(cuò)、多體物理模擬)，還將加速量子計(jì)算在金融、醫(yī)藥、人工智能等領(lǐng)域的應(yīng)用探索。例如優(yōu)化投資組合、風(fēng)險(xiǎn)評估等復(fù)雜計(jì)算任務(wù)；模擬分子相互作用，加速新藥發(fā)現(xiàn)；提升機(jī)器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練效率。目前，我國已建立多個(gè)量子計(jì)算云平臺(如“本源悟源”)，未來千比特系統(tǒng)有望進(jìn)一步開放給企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，推動(dòng)量子計(jì)算生態(tài)發(fā)展。
首款千比特超導(dǎo)量子測控系統(tǒng)的交付，標(biāo)志著中國量子計(jì)算從“跟跑”向“并跑”轉(zhuǎn)變。盡管前路仍充滿挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)迭代和產(chǎn)業(yè)協(xié)同，中國有望在全球量子科技競爭中占據(jù)更重要的位置。未來，量子計(jì)算或?qū)⒊蔀橥苿?dòng)新一輪科技革命的關(guān)鍵力量，而中國正努力成為這一變革的重要參與者。
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