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“天目一号”超导量子芯片应用成果发布!

发布于:2024-06-06 编辑:匿名 来源:网络

浙江大学在人类探索未知的道路上,量子计算正在成为一种独特而强大的工具。

2020年12月,浙江大学杭州国际科技创新中心量子计算创新工场首次发布“莫干一号”和“天目一号”超导量子芯片学术成果。

半年多过去了,各界都在关注超导量子芯片能用来做什么。

2020年7月22日,浙江大学在杭州国际科技创新中心发布了“天目一号”超导量子芯片系列应用成果,以优异的成绩答卷。

浙江大学物理学院教授、杭州国际科技创新中心量子计算创新工场首席科学家朱世耀院士表示,科技发展就像跑步。

不仅要跑得快,还希望有更多的人加入到跑步的队伍中来,共同努力,让我们国家的量子经济计算和跑出更好的成绩。

依托量子计算创新工场自主研发的“天目一号”超导量子芯片,浙江大学物理学院王震、王浩华课题组与交叉信息研究院邓冬玲课题组合作清华大学首次采用超导量子芯片。

全数字量子模拟方法展示了一种全新的物质——拓扑时间晶体,解决了全世界科学家高度关注的科学问题。

研究结果最近发表在《自然》杂志上。

“天目一号”超导量子芯片应用成果发布!

与此同时,浙江大学计算机科学与技术学院尹建伟团队研发了首个面向用户、支持多台量子计算机并行调度的超导量子计算云平台——“太原一号”。

该平台采用可视化编程环境,降低了量子计算机的使用门槛,可远程访问“天目一号”量子芯片,为量子计算机在多个行业的广泛应用奠定了坚实的基础。

全数字模拟!寻找神奇的拓扑时间晶体 什么是时间晶体?这个想法最早是由诺贝尔物理学奖获得者、麻省理工学院教授弗兰克·威尔切克(Frank Wilczek)提出的:我们日常所熟悉的晶体,比如盐、矿石等,组成它们的原子表现出空间排列的某些周期性变化。

;而时间晶体则试图将“晶体”的特性延伸到时间维度,并且在时间上也表现出一定的周期性变化。

“传统时间晶体已经在一些实验平台上实现,我们想做一些别人没有做过的事情。

”论文通讯作者之一、浙江大学研究员王震表示,两年前,他偶然得知清华大学邓东龄教授想要制作“拓扑时间晶体”,并与之合作,他们觉得很有吸引力跟他们。

他们依托浙江大学超导量子计算平台,在“天目一号”超导量子芯片上探索并尝试打造这种新型时间晶体。

目前,研究论文《Floquet对称保护拓扑相的数字量子模拟》(DigitalQuantumsimulationofFloquetsymmetry-protectedtopologicalphases)已发表在国际顶级期刊《自然》(Nature)上。

论文第一单位为浙江大学物理学院、杭州国际科技创新中心。

王震介绍,量子计算是通过对量子比特(即量子门)进行逻辑运算来实现的。

不同的量子门被组合成不同的算法“积木”,用来搭建科学家心目中的“大楼”。

浙江大学研究团队正在努力打造更加通用的量子“积木”。

“当你想解决一个特定问题时,你只需要组合不同的‘构建块’,而不需要改变芯片。

”论文共同第一作者、浙江大学物理学院博士生张旭和邓锦峰认为,数字量子模拟是实现通用量子计算的唯一途径。

在评估了清华大学邓冬令课题组提出的巧妙想法后,浙江大学研究团队首次尝试了“全数字量子模拟”实验方案,利用超导量子芯片(“天目一号”)上的26个量子比特,通过深层次的量子门电路实现了邓冬龄老师设想的新型时间晶体。

这是一种比“模拟量子模拟”更通用的实验解决方案,使用具有更高编程灵活性和更高量子门精度的超导量子芯片来执行更广泛的量子算法。

通过全数字化量子模拟,研究团队首次成功模拟出由26个“准粒子”组成的链状拓扑时间晶体。

通过调节系统扰动,实验成功地表征了该拓扑相与平庸热相之间的边界。

这有点像一排孩子一边听耳机一边转圈。

即使音乐的节奏发生变化,仍然可以观察到头尾两个孩子有着稳定的“默契”,周期性地表现出某种回声。

这项研究结果不仅表明在超导量子芯片上利用数字量子模拟可以制备拓扑时间晶体,而且表明该方法有望用于探索更多物理学前沿问题。

更准确的!更好的运营!目前,太原一号量子云平台亮相。

受摩尔定律的限制,经典计算机的性能发展面临重大瓶颈。

量子计算可以提供强大的计算能力,具有超越经典计算机的巨大潜力。

有望解决网络通信、生物医学、金融应用、天气预报等领域的一些经典计算无法解决的任务。

然而,现有量子计算机的应用困难让很多用户望而却步:首先,量子比特数量有限,现有量子计算能够解决的问题规模较小,量子芯片门的保真度较低,计算量大。

结果不够准确;其次,用户学习成本高。

量子计算涉及量子力学、数理逻辑、计算机科学等复杂的理论知识,使得学习和开发量子算法的门槛非常高。

第三,量子计算机价格昂贵,难以惠及广大科研人员。

建造一台量子计算机至少需要数千万的硬件成本,更不用说后期系统维护的高昂成本。

针对这些困难,浙江大学计算机科学与技术学院与量子计算创新工场基于自主研发的“天目一号”联合研发了首款面向用户、支持多台量子计算机并行调度的超导量子芯片。

超导量子芯片。

量子计算云平台——“太原一号”量子云平台(又名:JanusQ Cloud)让更多公众体验量子计算成为可能。

太原团队百人计划研究员卢立强表示,太原量子云平台具有三大亮点。

第一个亮点是基于“天目一号”芯片开发了面向用户的作业调度解决方案,支持多台量子计算机并行,以增加可用量子比特的规模。

目前国内外开放的量子云平台仅支持单个量子芯片的任务调度,尚未实现高效的并行量子计算机调度方法。

在太原量子云平台,用户可以同时使用多个量子芯片,将特定应用中可拆解的复杂计算问题并行部署在量子计算机上,从而增加可用量子比特数,提高量子计算效率。

第二个亮点是友好的编程环境。

量子编程需要用户对量子计算有一定的了解。

为了降低非专业用户的量子计算开发门槛,提??高量子程序的可理解性,太原量子云平台开发了交互式可视化编程框架。

太原云平台主要开发人员谭思维博士表示,太原云平台将量子电路编译和量子计算结果直观地展示给用户,让操作更加便捷、智能。

它也是第一个可视化量子计算过程的编程框架。

第三个亮点是云平台的开放接口。

为了拓宽应用领域,太原量子云平台提供上层接口,支持用户定制各领域的量子算法应用,通过远程访问即可使用量子计算机进行计算。

太原团队尚永恒研究员也表示,云平台搭建了用户交流社区,为更多领域的研究人员探索量子优势提供资源,为打造开放共享的量子研究生态系统提供有力支撑。

科研人员表示,希望通过太原量子云平台的建设,积极推动“量子+”交叉领域的研究,加速量子计算从基础研究到产业应用的转变,从而推动量子计算领域的蓬勃发展。

计算行业。

近期召开的The12thCHIP China Webinar将于2020年7月28日举行,诚挚邀请您与行业专家学者一起探讨半导体器件测试的挑战与应对、工艺缺陷失效、光学检测特性分析和解决方案等热点话题。

挑战、先进封装半导体检测难点及应用等,解锁现代检测技术的创新发展与机遇!报名请点击:CHIP China网络研讨会,诚邀您共同探讨汽车级芯片测试、SLT测试、存储芯片测试、半导体测试设备发展趋势等话题,满足新兴市场崛起的需求5G、大数据、人工智能等市场。

半导体企业之间的测试对接需求。

报名请点击:《半导体中国》(SiSC)是中国半导体行业的专业媒体。

获得世界知名杂志《Silicon Semiconductor》独家授权。

本刊根据中国半导体市场特点,精选相关优秀文章译文,征集编辑投稿、国内外半导体行业新闻、深度分析和权威评论、产品亮点等。

简体中文版,由ACT International出版,双月刊,每年6期。

每期包含12本纸质书和15本电子书,内容涵盖半导体制造工艺技术、封装、设备、材料、测试、MEMS、IC设计、制造等。

每年举办线上/线下CHIP China半导体研讨会,构建有效的CHIP中国半导体研讨会。

行业技术交流平台。

独立运营相关网站。

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