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量子通信
2021/9/29 19:30

对话罗乐教授:离子阱量子计算拥有明朗的未来

C114通信网  刘定洲

C114讯 9月29日消息(刘定洲)量子通信、量子计算,这些带有神秘色彩的技术词汇,在过去几年逐渐为产业界熟知。其中,量子通信技术已经开启规模商用,中国发射了全球首颗量子通信卫星“墨子号”,并开通了第一条量子保密通信干线——“京沪干线”。而更为前沿的量子计算,还处在商业应用的萌芽阶段。

产业生态的力量开始逐渐汇聚。9月27日召开的中国国际信息通信展上,专门举办了一场“量子计算论坛”,国内多位知名量子信息专家学者及行业初创公司济济一堂,探讨了量子计算产业发展趋势。论坛嘉宾、中山大学罗乐教授对C114强调,离子阱量子计算拥有明朗的未来。

罗乐教授(右一)接受C114采访

“21世纪的基础技术”

量子信息包括量子通信、量子测量、量子计算。罗乐教授介绍,相较于其他两项技术,量子计算是起步时间最晚,技术难度最大、参与企业最少、对社会生产生活影响面最广的一项技术。它不仅会带来经典计算不可比拟的超强算力,也会反向驱动量子通信、量子测量等技术的发展。

对于量子计算的价值,罗乐教授认为,这是21世纪的基础技术,将服务于人类社会的方方面面,与之类似的技术是人工智能。区别在于,人工智能初级阶段的技术,例如人脸识别等,已经开启规模商用,商业与技术创新形成正循环。量子计算还处在更早期的阶段,技术流派初步成型,应用场景也在探索中。“举例来说,量子计算可望在超大规模数据中心应用,替代经典计算产生的巨大能源消耗,助力达成国家‘双碳’的战略目标。”

目前,量子计算主要有两大技术流派:离子阱和超导。哪种技术流派更具前景,美国IonQ公司让离子阱技术的价值得到进一步广泛重视,该公司由罗乐教授博士后导师、美国科学院院士Monroe教授创立。事实上,IonQ成功上市,意味着离子阱技术的商业化潜力,取得了资本市场的认同。

《离子阱量子计算机发展和趋势》主题演讲

罗乐教授认为,两种技术均为主流技术,从技术发展路径来看,超导技术制备量子物理比特数量“从10到100”走的较快,但“从100到1000”则面临较大的瓶颈。离子阱技术“从10到100”的起步阶段相对困难,但“从100到1000”的难度要低很多,有望弯道超车。

“离子阱技术的理论本身已经由四位诺贝尔物理学奖前辈所证实,这在基础理论上是可信的。而且,IonQ、Honeywell等公司已经在这条技术路线上研究了多年,还取得了很多重要的研究成果。”罗乐教授指出,离子阱技术在很大程度上依托于光电产业,而中国光电产业齐全、技术先进,两者能够更好地协同。对中国市场而言,这是一个相对优势。

罗乐教授还有一个身份:启科量子联合创始人兼量子计算首席科学家。启科量子选择了离子阱量子计算技术路线,是国内投身量子计算的少数初创公司之一。该公司核心人员早在2015年主导研发了全球第一套量子计算测控系统,今年7月则发布了分布式离子阱量子计算机工程机,属国内唯一。

布局未来的产业逻辑

客观来说,量子计算当前仍处于大面积理论研究与实验、少数企业或研究机构低比特工程机、极少数多比特实验室实现,商业应用还极少涉及。包括启科量子在内,出席本次论坛的5家初创量子计算公司,可以说展现出了非凡的勇气和前瞻的视角。

罗乐教授坦言,目前启科量子对于量子计算处在前期的研发投入阶段,从商业角度来看,量子计算还有一段距离。启科量子的发展战略,是“融合量子通信和量子计算”,基于优秀的量子信息人才,在两大领域协同进军,既有当前可以商业化的量子通信方面,如新一代量子密钥分发设备、专用光芯片等多元化产品,也有前沿的量子计算工程机AbaQ(天算系列离子阱量子计算机)。

目前,启科量子通信产品布局了政务网、智慧城市、大数据中心、智能汽车、轨道交通等多个领域。在量子计算方面,启科量子“AbaQ系列” 分布式离子阱量子计算机项目,技术指标可达到 100个可操控量子比特以上,处于国际先进水平,预计将在2~3年内完成。

从行业来看,IonQ连续获得融资,并于今年在美国纽交所上市,对整个量子计算产业从业者都是巨大的鼓舞。罗乐教授表示,如果说IonQ上市有一定的偶然性,另一家离子阱技术公司Honeywell也于今年7月份时宣布分拆其量子计算业务,并将其与量子计算软件公司CQC合并,合并后的联合体将打包上市。

《哈佛商业评论》7月刊上的一篇文章也指出,量子技术正在接近主流。近几年,量子计算凭借其更快、更便宜地解决大规模组合问题,已经吸引了数十亿美元的投资。

从政策层面看,量子信息明确归属于国家支持、鼓励发展新一代信息技术行业。不过客观来说,政策对于量子计算还没有明晰的支持界定。要做大量子计算产业生态,得要建立起一个可靠的生态体系基础。一方面政策应加大关注度并予以支持,另一方面也是启科量子等初创公司接下来要努力做的事情:需要拿出相比国外同行更具竞争力的产品,需要为行业引入更多的“活水”,需要展现出极大地改变我们世界的能力。

“去年的量子计算论坛,只有2家初创公司的代表到场,今年已有5家。未来几年,初创公司有望继续快速增长。”罗乐教授认为。而启科量子作为先行者,接下来会持续在理论研究与实验室验证方面持续发力,为离子阱量子计算的工程化应用不懈努力,也将为企业成长奠定坚实基础与注入长期发展动力。

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