5月26日，北京量子信息科学研究院（以下简称“北京量子院”）在2023中关村论坛正式发布“Quafu”量子计算云平台，成为十项重大科技成果之一。这一全链条（全栈式）自研的量子计算云平台搭载三枚自研超导量子芯片，单芯片最大比特数达到136，同时测控精度高，最高可以实现18量子比特的全局纠缠，目前这一计算性能已达国际先进水平。目前，量子计算云平台已在包括金融等领域初步应用测试，今后有望在物流、材料、机器学习、药物研发、保密通信等更多领域开展实际应用。

    量子计算云平台上线三个不同规格超导量子芯片

    量子计算云平台是量子计算综合性能的展示，以互联网云计算的形式，整合量子芯片、测控设备、量子操作系统和应用软件于一体，将量子算力提供给研究及测试者，是量子计算走向实用化的全栈式技术和基础。 

    北京量子信息科学研究院联合中科院物理研究所和清华大学，共同推出了“Quafu”量子计算云平台，取意“量子未来”，上线三个超导量子芯片，三个芯片分别有136、18和10量子比特，用户可以自主选择合适的芯片运行量子计算任务。 

    云平台兼容国际通用的开放量子汇编语言标准，提供了图形界面、量子汇编语言和客户端三种提交量子计算任务的形式，方便用户多种应用需求。 

    据中科院物理研究所研究员、北京量子院量子计算云平台团队负责人范桁介绍，目前“Quafu”量子计算云平台在单芯片量子比特数和芯片数量上都处于国内领先地位。云平台测控精度高，可实现18量子比特的全局纠缠，软件功能齐全，是国际先进的量子计算云平台。 

    18量子比特的全局纠缠意味着什么？“Quafu”团队创始成员、北京量子信息科学研究院博士后王正安告诉北京青年报记者，量子计算的主要性能指标是单枚量子芯片上的量子比特数，“Quafu”目前最大的芯片“ScQ-P136”拥有136量子比特，在世界范围内仅次于IBM的Osprey芯片，位列第二。 

    “量子纠缠”是量子特有的一种性质，也是量子计算优势的重要原因之一，“我们可以把量子纠缠理解为一种计算资源，要操控多个量子比特同时实现纠缠非常不容易，‘Quafu’量子计算云平台在云端能够实现18量子比特的全局纠缠，这个在国际上也是达到了先进水平。”王正安解释称。 

    量子云平台是量子计算机走向应用的关键技术，建设量子计算的生态就是基于此系统。大众可以利用量子云平台进行体验、教学和科研，也可以尝试一些实际应用，比如量子金融、量子模拟、量子游戏等；科研机构和高科技公司可以构建自身的应用软件，而把其中需要涉及量子计算的部分通过云链接到实验室的量子计算机，完成复杂的任务。

    “Quafu”目前已对国内外用户开放测试

    据了解，“Quafu”量子计算云平台已对国内外用户开放测试，有2000余名量子计算研究者和学生注册，运行量子计算任务50余万次，显示其运行稳定高效。对于普通用户，该系统免费开放。 

    北青报记者在快速注册后，进入了这一网站，左侧的边栏显示：控制面板、编辑器、资源、任务、应用、新闻等。点击后，右侧显示该选项对应的界面，比如点击第一个“控制面板”后，顶端就显示出三个较大的按钮，编辑器、文档、PyQuafu，用户可以点击编辑器直接在线使用量子云计算平台，也可以用文档下载安装后，用程序运行这一云计算平台。 

    在首页的下方，就是“最新动态”，它会以状态、任务ID、系统名称、队列位、操作等多个方面，提示用户所进行操作的最新进展。再下拉，还会显示用户的资源，包括系统数量和模拟器。 

    “Quafu”满足了国内科研人员和相关从业者的需求。国内一些研究组，已经通过“Quafu”量子计算云平台远程调用量子芯片，构建各自的科研或者应用软件，量子计算的生态建设已逐步开展。王正安透露，“Quafu”所使用的3枚超导量子芯片从设计到制造全流程都是完全国产的，而3枚芯片的性能也为世界先进水平。这使得“Quafu”量子计算云平台处于国际先进水平，技术上已经可以实现国产替代。

    量子纠缠数不断提升迭代后已达到136比特

    一年多前，“Quafu”量子计算云平台项目成立，并且专门成立了一个量子计算云平台团队，总负责人是范桁研究员。同时，团队充分发挥北京量子院的区位优势，与院内多个团队包括超导量子计算团队、量子算法应用软件团队、量子操作系统软件研发团队等开展了紧密合作，共享积累的技术与经验。很快就从无到有搭建起“Quafu”量子计算云平台的雏形。参与的成员达到50人以上。 

    王正安说，最初，“Quafu”只有10比特、18比特和50比特的3枚芯片，当时还达不到136比特，随着芯片的迭代和工艺升级，比特纠缠数也在不断提升，目前经过了第三代迭代，已经可以达到136比特了，这个芯片就是北京量子院于海峰研究员和金贻荣研究员领导的超导量子计算团队所取得的成果。 

    在研发过程中，也遇到了不少难点。王正安介绍，“我们之前一直是在实验室里做实验的，每次在做实验前，我们需要花很大的精力人工对所有设备进行校准，这需要一天甚至几天的时间。对于做实验这样是没有问题的，但是如果要提供云服务的话肯定不行，因为它需要保持7×24小时都在线，而且运行不能有特别大的波动，所以说我们也自主研发了一整套自动的校正系统，并且也在不断升级中。” 

    在学术上也有一些难点需要突破。“超导量子芯片在设计时就考虑有不同拓扑结构，这个我们的网站上也有展示，可以看到量子比特之间并不是两两都连在一起的。如果我们要运行的量子程序或者算法要求的拓扑结构与芯片不符合，那么，我们就需要有一套自动的算法去让它进行一个映射或者转换，使得我们也可以满足任意拓扑结构的量子程序运行。同时，这种映射算法还要尽可能考虑到量子比特之间的差异等影响，总体是非常复杂的。”王正安说。 

    此外，他们还需要在时间上进行优化，“不能在用户提交一个量子程序后，花费特别长的时间去做优化，这也影响用户体验，因此对算法的速度有非常高的要求”。（来源：《北京青年报》）