日前，以“發(fā)展芯技術(shù) 智算芯未來”為主題的第二屆中國計算機學會(CCF)芯片大會(CCF Chip 2024)在上海成功舉辦。本次大會由中國計算機學會主辦，體系結(jié)構(gòu)專委、集成電路設計專委、容錯計算專委、計算機工程與工藝專委、CCF上海分部等共同承辦。CCF理事長孫凝暉院士、劉明院士擔任大會主席。孫凝暉、劉明、莊松林、陳左寧、陳國良、薛其坤、張堯?qū)W、廖湘科、顧敏、崔鐵軍、鄭緯民、吳漢明、王耀南、錢德沛、蔣昌俊、劉勝等16位中國科學院院士和中國工程院院士領銜組成指導委員會。

本次大會聚焦智能化時代的芯片技術(shù)，包含多場重量級大會特邀報告、45場圍繞目前芯片領域發(fā)展大趨勢下芯片設計與EDA、新型體系架構(gòu)、容錯計算應用、新興計算機工程與工藝等熱門話題的技術(shù)論壇、論文分組會議和亮點紛呈的企業(yè)展覽。這是促進產(chǎn)學研合作，為國內(nèi)外科研機構(gòu)、高校、企業(yè)搭建最廣闊、最深入的學術(shù)交流平臺，也是中國計算機和芯片領域?qū)＜谊嚾葑顝?、報告?nèi)容最豐富、參會規(guī)模最大、覆蓋芯片研制全周期的旗艦盛會。

在CCF Chip 2024的量子計算論壇上，國防科技大學吳俊杰教授與粵港澳大灣區(qū)量子科學中心、北京玻色量子科技有限公司(簡稱“玻色量子”)創(chuàng)始人&CEO文凱博士共同擔任主席，并聯(lián)合主持此次論壇。上海交通大學陳險峰、北京量子信息科學研究院金貽榮、玻色量子CTO魏海博士、國防科技大學吳偉、粵港澳大灣區(qū)量子科學中心鄧純青等上臺發(fā)表了精彩演講。我國量子計算領域重量級專家學者分別介紹不同量子計算技術(shù)路線的前沿研究進展，梳理近遠期的主要挑戰(zhàn)，展望量子計算的未來趨勢。通過不同學術(shù)路線、不同軟硬件、不同應用場景的多維度交叉，碰撞出量子計算進一步發(fā)展的新火花。

量子計算自20世紀80年代被提出之后，一直備受各國高度重視，近兩年來量子計算發(fā)展加速，硬件、軟件、應用等多方面都取得了重要突破。吳俊杰教授和文凱博士作為CCF Chip 2024量子計算論壇主席，提倡要不斷加強量子計算領域?qū)W術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的聯(lián)系，推動相關技術(shù)研究成果的轉(zhuǎn)化和應用，促進量子計算技術(shù)的實用化和產(chǎn)業(yè)化。

上海交通大學陳險峰：基于薄膜鈮酸鋰芯片光量子比特產(chǎn)生和調(diào)控

會上，上海交通大學陳險峰發(fā)表了以“基于薄膜鈮酸鋰芯片光量子比特產(chǎn)生和調(diào)控”為主題的精彩演講。

光量子計算是利用光量子特性來進行計算的技術(shù)，光量子計算的核心硬件主要包括量子光源、光量子操控線路和光子探測。實現(xiàn)光量子計算的平臺離不開高質(zhì)量的光子態(tài)產(chǎn)生、快速低損耗調(diào)控以及可編程光子邏輯回路。

陳險峰認為，在各種光集成平臺中，薄膜鈮酸鋰集成光子技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)遠超傳統(tǒng)極限的超高速電光調(diào)制、高性能射頻濾波、寬帶光學頻率梳、波長捷變激光器、高效率非線性頻率變換、高亮度量子光源、光量子操控等功能?；谶@些豐富的高性能器件的集成，可在片上實現(xiàn)對光量子比特的產(chǎn)生、調(diào)控、頻率變換等操作。

陳險峰在演講中側(cè)重講解當下薄膜鈮酸鋰芯片上光量子比特的產(chǎn)生和調(diào)控的研究及進展，并展望鈮酸鋰光子集成芯片作為高速率、大容量、低能耗光信息處理的重要平臺，在光量子計算領域的重要價值。

北京量子信息科學研究院金貽榮：超導量子比特的材料與工藝

會上，北京量子信息科學研究院金貽榮發(fā)表了以“超導量子比特：材料與工藝”為主題的精彩演講。

基于超導電路的超導量子比特因其宏觀量子態(tài)特性，天然具有易操控、易耦合、易讀取等特點，同時具備良好的可擴展性并與半導體工藝兼容。經(jīng)過最近二十多年的發(fā)展，超導量子計算取得飛速發(fā)展，已經(jīng)成為最具前景的技術(shù)路線之一。

金貽榮認為，與易操控讀取相伴的是易于與環(huán)境發(fā)生相互作用而導致退相干。在演講中，金貽榮介紹了其在提升超導量子比特退相干時間方面所做的思考和努力，以及最終取得的成果。采用新的材料平臺鉭，并優(yōu)化薄膜制備、刻蝕等工藝，特別是表面界面處理工藝，研究得到了超過500微秒的長壽命量子比特，為未來高水平量子計算打下基礎。同時也探討了如何將新材料和新工藝推廣應用到更大規(guī)模的量子芯片上。

玻色量子CTO魏海博士：相干光量子計算研究進展及實用化場景

會上，玻色量子CTO魏海博士發(fā)表了以“相干光量子計算研究進展及實用化場景”為主題的精彩演講。

魏海博士簡要介紹了量子計算的技術(shù)特點和行業(yè)發(fā)展水平，重點講解了玻色量子自研的相干光量子計算機的技術(shù)，最新發(fā)布的550計算量子比特相干光量子計算機的技術(shù)水平和優(yōu)勢，以及玻色量子在實用化量子計算推廣應用上的探索，包括在AI、通信、電力、金融、交通、醫(yī)藥等多個領域的場景驗證成果。

魏海博士提到，以玻色量子自研的相干光量子計算已經(jīng)率先實現(xiàn)實用化。光量子計算具有的強大的計算能力和精準的操作性能，使得相干光量子計算機在解決復雜問題、優(yōu)化算法和AI神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面展現(xiàn)出無與倫比的優(yōu)勢。

2024年4月18日，玻色量子重磅發(fā)布了550計算量子比特的相干光量子計算計算機真機及開物SDK等核心研究成果，充分展現(xiàn)出量子計算與AI的融合，是實用化量子計算的起點。這不僅代表了新質(zhì)生產(chǎn)力中的量子計算與經(jīng)典計算的深度融合，還彰顯了玻色量子具有的創(chuàng)新實力和行業(yè)領先地位，也標志著我國實用化量子科技事業(yè)邁入了新的發(fā)展階段。

當前，玻色量子已聯(lián)合生態(tài)合作伙伴在AI、算力調(diào)度、分子對接、虛擬電廠、量子圖聚類算法、量子深度學習訓練等“量子計算+”行業(yè)場景實現(xiàn)了一系列重要成果突破。

以“量子計算+AI”真實應用場景為例，清華大學車輛與運載學院李升波教授課題組提出了多層神經(jīng)網(wǎng)絡的伊辛訓練算法，這是國際上首個用于相干伊辛機(CIM)的深度學習訓練算法，代表了神經(jīng)網(wǎng)絡量子訓練領域的重要突破。這一算法已在玻色量子自研的“天工量子大腦550W”上完成了真機驗證，實驗表明它能在毫秒之內(nèi)解決大規(guī)模二進制優(yōu)化問題，為AI時代的模型訓練提供了另一種可能路徑。這也是在量子AI時代突破實用化量子計算發(fā)展的關鍵支柱之一。

最后，魏海博士總結(jié)道：玻色量子將圍繞算力芯片領域與多種量子計算技術(shù)共同發(fā)展，共同進步;也將在協(xié)同計算方面持續(xù)創(chuàng)新，不斷開拓融合計算新場景，以更好地服務更多的實用化場景問題;并聯(lián)合各行各業(yè)的生態(tài)合作伙伴一起探索更多實際的應用場景，讓光量子計算進一步走向?qū)嵱没再x能更多的行業(yè)。

國防科技大學吳偉：面向量子計算的囚禁離子操控與離子芯片

會上，國防科技大學吳偉發(fā)表了以“面向量子計算的囚禁離子操控與離子芯片”為主題的精彩演講。

囚禁離子是實現(xiàn)實用化量子計算的重要物理體系之一，持續(xù)受到量子計算領域?qū)W術(shù)界以及科技公司的關注和青睞。囚禁離子技術(shù)方案基于天然物理體系，具有超長相干時間，量子操控精度高，具備極佳的互聯(lián)特性。

吳偉認為，隨著技術(shù)水平的提升，現(xiàn)階段離子量子計算的研究重點已經(jīng)從單元技術(shù)的實現(xiàn)轉(zhuǎn)為系統(tǒng)集成和規(guī)?；瘮U展。受限于結(jié)構(gòu)限制，傳統(tǒng)離子阱中穩(wěn)定制備大規(guī)模離子量子比特是非常困難的，且其裝配精度會極大限制和影響其性能。離子芯片成為離子量子計算系統(tǒng)規(guī)模化擴展的重要方式，目前的研究重點包括離子芯片的設計制備、測控器件的片上集成、真空及操控系統(tǒng)的集成化等。吳偉簡要分享了芯片離子阱的基本原理、發(fā)展趨勢及團隊在這一方向的相關工作。

粵港澳大灣區(qū)量子科學中心鄧純青：邁向使用Fluxonium超導量子比特的容錯量子計算

會上，粵港澳大灣區(qū)量子科學中心鄧純青發(fā)表了以“Toward fault-tolerant quantum computing with superconducting fluxonium qubits”(邁向使用fluxonium超導量子比特的容錯量子計算)為主題的精彩演講。

鄧純青認為，fluxonium量子比特為超導量子計算中傳統(tǒng)的基于transmon量子比特的系統(tǒng)提供了一種創(chuàng)新的替代方案，它提供了較長的相干時間和豐富的能級結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)靈活、快速的操作。在演講中，鄧純青分享了使用fluxonium比特邁向容錯計算的幾項進展，包括：

1. 通過系統(tǒng)地研究退相干機制并進行優(yōu)化，使比特的相干時間超過1毫秒。

2. 在單個原型處理器中穩(wěn)健實現(xiàn)了所有基于fluxonium的基本量子操作，例如量子比特初始化、單量子比特和雙量子比特門以及讀出。此外，研究人員還探索和驗證了幾種類型的雙量子比特門，最高門保真度達到 99.6%-99.7%，門時間約為20納秒。

3. 展示具有可調(diào)耦合器的22量子比特fluxonium得處理器，以及量子比特之間微波激活控制相位門的演示?；谘芯咳藛T開發(fā)的基礎技術(shù)和現(xiàn)實估計，鄧純青認為，這種fluxonium量子處理器將表現(xiàn)出比由transmon量子比特制成的處理器更優(yōu)異的邏輯錯誤率。

此次多位量子計算領域的頂尖專家、學者齊聚一堂，共話量子計算領域的最新研究進展和技術(shù)優(yōu)勢，深刻表現(xiàn)出我國量子計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的欣欣向榮之勢。

最后，文凱博士對所有參會者表示熱烈的歡迎和感謝，感謝大家對量子計算領域的熱情和貢獻。該論壇不僅是學術(shù)交流的平臺，也是推動量子計算領域發(fā)展的重要力量，更能促進知識的共享、技術(shù)的創(chuàng)新和人才的培養(yǎng)，為量子計算技術(shù)的發(fā)展做出更大的貢獻。