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阿里量子实验室最新进展,研制出世界最强量子电路模拟器“太章”
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2018-05-08 阿里量子实验室最新进展,研制出世界最强量子电路模拟器“太章”

巨头们的量子计算军备竞赛。

【猎云网(微信:ilieyun)北京】5月8日报道(文/都保杰)

5月8日,阿里巴巴量子实验室施尧耘团队宣布,近日成功研制出世界最强的量子电路模拟器“太章”,在全球率先成功模拟了81比特40层的作为基准的谷歌随机量子电路,此前同样层数的模拟器只能处理49比特。业内人士介绍,量子电路模拟器的存在意义在于帮助理解、设计量子计算机硬件,探索量子算法和应用。

据了解,本次模拟任务只动用了阿里巴巴计算平台在线集群14%的计算资源。“太章”的创新算法通信开销极小,得以充分发挥平台在线集群的优势,在过去超级计算机上做不了的模拟任务,比如64(8x8)比特40层的模拟,“太章”只需2分钟即可完成。

2016年,谷歌曾提出通过实现二维阵列MxN对应的量子比特上的一类特定随机量子电路来实现量子霸权的方案,这一类特定随机量子电路通常被称为量子霸权电路。在方案中,认为当该二维阵列上的比特数(MN)达到50, 电路的深度(层数)到达40左右,现有世界上最强大的超级计算机也无法有效模拟这样的电路。

谷歌的硬件团队希望将在9量子比特1维阵列中实现的1%读取误差,0.1%单比特门误差,0.6%两比特门误差保持到更大规模的量子系统来实现这样的霸权电路,并通过这个特定任务,实现量子硬件对当前世界上最强大的经典计算资源的超越。此后,若干研究团队纷纷在不同的超级计算机上对该类电路进行模拟。之前,全球最好的研究结果尚未同时达到50比特40层。

除了阿里巴巴之外,谷歌、微软、IBM等巨头早就都把量子计算视为下一场革命,在进入2018年后更是上演了你追我赶的“军备竞赛”,先后公布了在量子计算领域取得的进展:2月,IBM对外展示了其50个量子比特原型机,并曝光内部结构图;3月,谷歌公布72位量子比特处理器Bristlecone;3月底,微软发现天使粒子————马约拉纳费米子(Majoranafermion)存在的有力证据,有望年底前得到可工作的量子比特。微软押注拓扑量子计算,虽然目前还没有做出来相互作用的量子比特,但一直在开发量子硬件以及量子计算机软件开发套件。

在国内,BAT布局量子计算也逐渐拉开阵仗。在 2017年初,葛凌教授以腾讯欧洲首席代表身份加入腾讯被认为是腾讯布局量子计算的开端,葛凌是牛津大学量子计算博士。2017年底,腾讯筹划许久的量子实验室曝光,香港中文大学教授张胜誉以杰出科学家身份担任腾讯量子实验室的负责人。2018年3月8日,百度宣布成立量子计算研究所,宣布将推出自己的量子计算机构,致力于量子计算软件和信息技术的应用,百度量子计算研究所将由悉尼科技大学量子软件与信息中心主任段润尧教授带领,百度计划在五年内组建世界一流的量子计算研究所,并逐步将量子计算融入到业务中。

2015年7月,阿里云联合中科院成立了中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室,宣布共同开展在量子信息科学领域的前瞻性研究,研制量子计算机。2017年5月,中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室等参与研发的中国首个光量子计算机面世。

2017年9月,阿里宣布密西根大学终身教授、世界顶级量子科学家施尧耘入职阿里巴巴,担任阿里云首席量子技术科学家、阿里云量子实验室主任。2018年1月,阿里又引入曾获得两次理论计算机最高奖哥德尔奖得主、匈牙利裔美国计算机科学家马里奥·塞格德入职阿里巴巴达摩院,在位于西雅图的阿里云量子实验室 (AQL) 做研发。2018年2月,阿里云宣布11 量子比特超导量子计算服务在量子计算云平台上线,据悉,这是继 IBM 后全球第二家向公众提供 10 比特以上量子计算云服务的系统。

施尧耘曾预测,2018年量子计算的第一幕高潮应该是量子霸权,多个超导,甚至可能有离子阱团队将纷纷宣称实现了经典计算机无法模拟的量子处理器来,而经典模拟能力可能在新的理论突破下大大提升,将不断重设霸权之争的起点,今年可能见证第一个拓扑比特的诞生。此外,小型化、廉价的量子密码产品可能在2018年推出,有望叩开近距离量子密码规模化市场的大门。

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