《 人民日报 》( 2018年12月26日 12 版)
近日，在位于中国迷信技术大学的中科院量子信息重点试验室里，数名钻研人员正一台20寸行李箱的仪器，启动量子芯片的调试等。而在几周之前，成功这些还须要满满一屋子的设施。
这台行李箱的仪器，就是中科大郭光灿院士及其共事郭国平、孔伟成等近期研制出的量子计算机管理系统——根源量子测控一体机。
“它小型化、专业高效，国产化水平较高。”中科院量子信息重点试验室副主任郭国平说，根源量子测控一体机是国际第一款自主研发的量子计算机管理系统，可以成功对量子芯片的操控并施展其性能长处，它的研制是迈向量子计算机关键的一步。
能对大型量子芯片成功精准测控，施展性能长处
量子测控一体机是一款能够成功对大型量子芯片精准测控的。
郭国平拿经典计算机来比喻：“其实量子芯片跟传统的计算机CPU一样，反常上班的时刻须要一个管理系统去允许它，就好比咱们的电脑服务器里有主板、内存、电源等一系列配件，它们给器提供一个施展配置的环境。量子芯片雷同须要这样的环境，咱们把这个环境定义为量子计算机管理系统，量子测控一体机就是这个系统，它是量子计算机除了量子芯片之外的一切配件部件。”
量子测控一体机未研制之前，科研人员想要操控量子比特，要经常使用诸多仪器，有的仪器体积比柜式空调还要大，林林总总的仪器在一同，须要一间三四十平方米的房间放下。随着操控量子比特数目标增多，仪器须要相应参与，占地也越大。这相似经典计算机刚出现时的场景，1946年，环球上第一台经典计算机降生时，占低空积很大。
“量子计算机要想繁难地投入经常使用，必定走小型化之路。”郭国平说，钻研团队将诸多仪器启动集成后一台仪器，即量子测控一体机，关键配置是提供量子芯片运转所需的各种关键信号，同时，量子芯片完一个义务以后，也可以经适量子计算机管理系统读取结果。
在以后量子芯片飞速集成开展的阶段，量子计算机管理系统是量子计算机无法或缺的组成，能使量子芯片最大施展性能长处。
浪费，能运行于精细等更宽泛畛域
在根源量子测控一体机研制之前，量子计算机研发只能经常使用传统商用仪器设施自行搭建量子计算机管理系统。这些商用仪器是非标设施，并不是专业可操控量子比特，只是经过调控后可以在必定上成功操控量子比特的配置。
“就如同科研人员须要盛水这个配置，以往市面上只要青花罐，青花罐可以盛水，但盛水只是青花罐的一个配置。”郭国平说。因此，原有的搭建模式高昂、配置冗余，还存在兼容性差、难以调试等缺陷。
“咱们相当于为成功盛水配置打造了一个储水罐。”郭国平说，假设买传统商业仪器搭建一套系统，千万元，而专门针对量子芯片设计的量子测控一体机可浪费一半，少量量消费后，还会进一步降落。
，量子测控一体机的经常使用还可以少量浪费科研期间。以往科研人员自行搭建量子计算机管理系统时，因为各个商用仪器不足一致规范，调试这些设施须要破费数月甚至一年多的期间。量子测控一体机投入经常使用后，系统调试期间凑近于0，科研人员可以更专一于科研关系的数据验证。
量子测控一体机其还是上流仪器仪表，能够运行于精细、基础迷信钻研等更宽泛的畛域。郭国平说，目前国际上流仪器仪表依赖于出口，量子测控一体机的一些元部件曾经国产化，在其可运行的多个畛域，上流仪器依赖出口的局面或将改善。
将随着量子芯片的开展迭代，但距离量子计算机面世还很远
郭光灿院士团队以为，目前量子计算机开展的阶段，相当于蒸汽机刚刚面世之际。“当蒸汽机只要0.01马力时，是比马匹的，但有何意义？它代表着一个开展的方向。”郭国平说。
科研人员预测，当量子计算时代到来时，应用GHz时钟频率的量子计算机求解一个亿亿亿变量的线性方程组，将只要要10秒钟。而如今，即使是用环球上最快的计算机也至少须要几百年。
郭国平说，如今的量子测控一体机只能服务于0.01马力的量子芯片，当量子芯片更新1马力、10马力时，测控一体机要随之更新迭代，满足更多位数量子芯片的测控需求。
郭光灿，除了量子芯片、管理系统外，要研制一台真正有用的量子计算机所须要的量子元素还很多，距离量子计算机的真侧面世还很远。
担任量子测控一体机研发的技术总监孔伟成说：“团队将尽快研制出‘量子计算机’原型机，探求更宽泛的运行场景。而后再经过十年到二十年期间，研制出可处置实践生存需求的公用量子计算机，最后再经过数十年的致力，成功通用量子计算机。”
郭国平说，在经典计算机时代，一些跨国公司已在系统和芯片等方面建平面系，使起初者追逐艰巨。而在量子计算机畛域，海外跨国公司还没有构成相对长处。“咱们宿愿经过致力，在量子计算时代到来之际抢占先机，成为推进全环球科研开展的翻新力气。”郭国平说。
