據安徽省量子計算工程研究中心消息，中國第三代自主超導量子計算機“本源悟空”核心部件——高密度微波互連模組在合肥完成重大突破，成功解決“一根線(xiàn)”的“卡脖子”問(wèn)題，實(shí)現完全國產(chǎn)化。

量子芯片是“量子計算大腦”，需要在-273.12℃或更低的極低溫環(huán)境中運行。高密度微波互連模組則是“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )”，既要能準確傳輸信號，又要隔絕熱量，為“量子計算大腦”與外部設備之間的量子信息傳輸建立起高速、穩定的通道。

在高密度微波互連模組中，有一根至關(guān)重要的“線(xiàn)”——極低溫特種高頻同軸線(xiàn)纜。這根線(xiàn)是量子計算機信號傳輸的關(guān)鍵組件，曾一度被國外壟斷，導致采購價(jià)格高昂。

據了解，這款國產(chǎn)高密度微波互連模組可為100+位量子芯片提供微波信號傳輸通道，能夠在極低熱泄漏環(huán)境下實(shí)現微波信號的跨溫區穩定傳輸。該模組的成功研發(fā)使得量子芯片能夠發(fā)揮出更強大的計算能力，有助于我國量子計算機更高效運行。

數據顯示，截至5月7日，中國第三代自主超導量子計算機“本源悟空”已吸引全球范圍內超800萬(wàn)人次訪(fǎng)問(wèn)。此前，它還成功接入長(cháng)三角樞紐蕪湖集群算力公共服務(wù)平臺等3個(gè)超算中心，標志著(zhù)中國通算、智算、超算、量算的“四算合一”體系正式建成。

“本源悟空”的穩定運行展示了什么？

展示了中國自主量子算力的穩定性和實(shí)用性。“本源悟空”是我國第三代自主超導量子計算機，搭載72位自主超導量子芯片。這臺計算機取名“悟空”，寓意如中國傳統神話(huà)人物孫悟空那樣神通廣大，會(huì )七十二變?！氨驹次蚩铡庇杀驹戳孔訄F隊自主研發(fā)，今年1月6日上線(xiàn)運行，上線(xiàn)4個(gè)月以來(lái)，日均全球訪(fǎng)問(wèn)量約6.67萬(wàn)次，平均每日完成近1500個(gè)運算任務(wù)。

量子計算是前沿新興技術(shù)，在人工智能、生物醫藥、金融分析等領(lǐng)域都大有可為。如果把通用傳統計算機比作自行車(chē)，量子計算機就好比飛機。分解300位大數，利用萬(wàn)億次傳統計算機需要15萬(wàn)年，利用萬(wàn)億次量子計算機只需要1秒。量子計算機最大的優(yōu)勢在于其強大的計算能力，但與傳統計算機相比技術(shù)不成熟、制造成本高、可靠性也不強。我國量子計算技術(shù)正處于從實(shí)驗室研發(fā)轉向產(chǎn)業(yè)化應用的過(guò)渡階段。

展現了中國自主量子算力走出實(shí)驗室、走向產(chǎn)業(yè)化的巨大潛力，以及中國量子計算機的國際認可度和競爭力。“本源悟空”搭載的硬件、芯片、操作系統及應用軟件均實(shí)現自主可控，國產(chǎn)化率超過(guò)80％，這標志著(zhù)我國超導量子計算機產(chǎn)業(yè)鏈基本成型。上線(xiàn)運行4個(gè)月來(lái)，“本源悟空”為120個(gè)國家的用戶(hù)成功完成逾17.8萬(wàn)個(gè)運算任務(wù)，美國、日本、加拿大等擁有量子計算機的國家對“本源悟空”表現出極高關(guān)注度，其中美國用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)頻次遠高于其他國家。

在量子計算領(lǐng)域，以美國為首的發(fā)達國家起步早、發(fā)展快、產(chǎn)業(yè)成熟度高，已逐步建立“量子計算生態(tài)鏈”。例如，美國IBM公司于2017年牽頭建立量子計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（IBM Quantum Network），已有來(lái)自美國、日本、韓國、德國、澳大利亞等國的250多家成員加入，涉及500強公司、初創(chuàng )企業(yè)和學(xué)術(shù)機構。不過(guò)，中國雖然在量子領(lǐng)域起步較晚，卻進(jìn)步很快。前不久發(fā)表的一篇關(guān)于全球量子信息技術(shù)專(zhuān)利的論文顯示，2003年到2022年，中國量子信息技術(shù)專(zhuān)利申請量占全球總量的37％，超過(guò)了美國略高于28％的比例。

“本源悟空”是中國量子算力首次大規模、長(cháng)時(shí)間向全球開(kāi)放，昭示我國正式進(jìn)入量子算力“可用”時(shí)代。展望未來(lái)，讓“悟空”進(jìn)一步發(fā)揮“本源”之力，還需多方努力。要以補短板、強弱項為重點(diǎn)開(kāi)展技術(shù)攻堅，讓量子計算關(guān)鍵儀器設備全面實(shí)現國產(chǎn)替代；要支持打造量子芯片產(chǎn)業(yè)鏈，建設量子算力網(wǎng)；要加快謀劃布局量子計算在生物醫藥、航空航天、新材料、人工智能等多個(gè)重點(diǎn)行業(yè)的應用，組織聯(lián)合攻關(guān)，讓量子計算機“造出來(lái)”且盡快“用起來(lái)”；要加快培養量子科技領(lǐng)域的高精尖人才，改變量子領(lǐng)域人才緊缺局面。

算力是數字經(jīng)濟時(shí)代的新質(zhì)生產(chǎn)力，誰(shuí)掌握了先進(jìn)算力，誰(shuí)就掌握了發(fā)展“勝算”。在量子計算機這個(gè)國際科技賽道上，布局發(fā)展自主產(chǎn)業(yè)鏈，是我們面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰場(chǎng)、面向國家重大需求的必然選擇。