550計算量子比特：玻色量子發(fā)布新一代相干光量子計算機

4月18日消息（南山）今日下午，北京玻色量子科技有限公司（以下簡稱“玻色量子”）召開2024年新品發(fā)布會，發(fā)布了新一代550計算量子比特的相干光量子計算機——“天工量子大腦550W”及開物SDK等核心研究成果。

今年以來，量子技術(shù)被定義為“新質(zhì)生產(chǎn)力”的重要組成部分，政府工作報告提出，積極培育新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)，制定未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，開辟量子技術(shù)新賽道。玻色量子本次新品發(fā)布得到了業(yè)界的密切關(guān)注，朝陽園管委會（區(qū)科信局）黨工委副書記、管委會主任楊洪福在致辭中表示，玻色量子已成為了朝陽區(qū)乃至北京市量子信息領(lǐng)域的代表性企業(yè)。

今天發(fā)布會的主題之一“新質(zhì)互融”，是指量子計算與AI的融合，是實用化量子計算的起點。玻色量子創(chuàng)始人&CEO文凱博士回顧了LeNet-5，AlexNet，Transformer和GPT為代表的等AI深度學(xué)習(xí)和大模型的發(fā)展歷史。這一系列顛覆性創(chuàng)新和改變世界的工作，源自于三大關(guān)鍵支柱：以GPU為代表的算力、以并行計算架構(gòu)為代表的開發(fā)套件、以深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的AI算法。

玻色量子創(chuàng)始人&CEO文凱博士演講現(xiàn)場

量子計算作為新質(zhì)生產(chǎn)力中未來產(chǎn)業(yè)的核心，具有突破傳統(tǒng)計算極限、引領(lǐng)未來科技發(fā)展的巨大潛力。文凱博士表示，以具備550計算量子比特的新一代相干光量子計算機“天工量子大腦550W”為代表的基礎(chǔ)算力、以“開物SDK”為代表的開發(fā)套件、及與多行業(yè)生態(tài)伙伴共研的“量子算法”三者相結(jié)合，為持續(xù)突破實用化量子計算的邊界與改變未來奠定堅實的三大支柱。

“天工量子大腦550W”揭幕現(xiàn)場

玻色量子CTO魏海博士介紹，“天工量子大腦550W”基于自研的“空間光路+光纖光路”的異構(gòu)光路體系架構(gòu)，采用相干光脈沖相位編碼來制備量子比特；通過光量子計算專用光纖恒溫控制設(shè)備——量晷，實現(xiàn)超過550個量子比特的存儲；通過自主研發(fā)的光量子測控一體機——“量樞2.0”，在導(dǎo)入計算問題的參數(shù)矩陣的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了算力提升70% GMACs、采樣精度提高2.7倍、SoC架構(gòu)、響應(yīng)速度提升200%、自動校準(zhǔn)偏壓、自動電信號對準(zhǔn)、自動調(diào)光和自動控制等性能于一體，可以同時控制、讀取和執(zhí)行快速反饋來微秒級操控550個計算量子比特。

目前，玻色量子已成功實現(xiàn)550個專用光量子比特的穩(wěn)定制備和操控，實現(xiàn)光電混合計算。“天工量子大腦550W”現(xiàn)已具備高功率態(tài)制備、高保真內(nèi)存、低噪環(huán)控、自適應(yīng)糾錯等突出性能優(yōu)勢，并能達到12小時/次以上長時間的穩(wěn)定運行。

在算力優(yōu)勢上，“天工量子大腦550W”可以解決最高超過550個變量的數(shù)學(xué)問題，耦合鏈接規(guī)模達到150975個，是“天工量子大腦100”的28倍。隨著問題規(guī)模的增加，實際計算復(fù)雜度也呈現(xiàn)指數(shù)級增加，“天工量子大腦550W”在國內(nèi)首次實現(xiàn)550節(jié)點全連接可編程的Max-Cut問題相干光量子計算求解，能在數(shù)個毫秒級時間內(nèi)在龐大的解空間中進行并行搜索，求出優(yōu)化解，實現(xiàn)了比經(jīng)典計算在實際應(yīng)用問題上的數(shù)萬倍加速，達到最優(yōu)解99%的求解概率為99%。

據(jù)悉，玻色量子將為客戶提供不同的版本——探索版和企業(yè)版，以滿足不同客戶的應(yīng)用需求。

此外，玻色量子自研的“開物SDK”開發(fā)套件，在QUBO模型轉(zhuǎn)化、自動調(diào)參、真機模擬三個方面實現(xiàn)了自動化。用戶只需關(guān)注數(shù)學(xué)模型，SDK可以自動分解復(fù)雜算法，實現(xiàn)智能優(yōu)化，一鍵解決約束項問題，無需接入真機即可模擬編程求解。

玻色量子創(chuàng)始人&COO馬寅現(xiàn)場演示，“天工量子大腦550W”的單次計算時間為5.4ms，比一瓶水落地的時間快了100倍。他強調(diào)，量子計算從來都不是來替代經(jīng)典算力的，將量子算力與經(jīng)典算力無縫融合，才是真正解決各行業(yè)算力難題的終極答案，也將實現(xiàn)更強算力的共振與提升，進而完全實現(xiàn)“新質(zhì)融合，算力共振”。

在應(yīng)用場景上，玻色量子通過為期一年的量子計算實用化的商業(yè)實踐，看好量子計算在組合優(yōu)化和人工智能兩大場景的應(yīng)用價值。同時，玻色量子已聯(lián)合生態(tài)合作伙伴在算力調(diào)度、分子對接、虛擬電廠、量子圖聚類算法、量子深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練等行業(yè)場景實現(xiàn)了一系列重要成果突破。

量子算法方面，清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院李升波教授介紹了課題組最近提出了多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的伊辛訓(xùn)練算法，這是國際上首個用于相干伊辛機（CIM）的深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練算法，代表了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)量子訓(xùn)練領(lǐng)域的重要突破。CIM的計算原理是量子并行，“天工量子大腦550W”可在毫秒之內(nèi)解決大規(guī)模二進制優(yōu)化問題，為AI時代的模型訓(xùn)練提供了另一種可能路徑。

在發(fā)布會上，深圳華大生命科學(xué)研究院科學(xué)計算平臺負責(zé)人黃俊翰、華夏銀行信息科技部副總經(jīng)理兼龍盈智達（北京）科技有限公司首席數(shù)據(jù)科學(xué)家王彥博、平安銀行量子金融專家崔孝林、廣電五舟科技股份有限公司董事/研究院院長王鵬等合作伙伴代表，也對量子計算的研究與應(yīng)用進行了分享。

現(xiàn)場還舉辦了合作伙伴簽約儀式，中國電科集團首席專家/量子科技長三角產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心技術(shù)總監(jiān)蔡愛華、中國移動首席專家/云能力中心首席科學(xué)家錢嶺、玻色量子創(chuàng)始人&CEO文凱博士進行了現(xiàn)場簽約達成合作。

中國電科電科院、移動云、玻色量子三方達成合作

玻色量子將基于“天工量子大腦550W”“開物SDK”“量子算法”這三大支柱，三位一體，深入加強“產(chǎn)學(xué)研用”等生態(tài)合作，持續(xù)致力于光量子計算技術(shù)的研發(fā)和實用化推廣，聯(lián)合生態(tài)合作伙伴們共同打造具有國際競爭力的量子計算產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)圈，不斷為我國成為量子科技強國貢獻力量。

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