中國首款國產量子計算機控制系統誕生，支持Python編程
2018-12-07 08:34:49 EETOP12月6日電 合肥本源量子計算科技有限責任公司（簡稱本源量子）6日宣布，該公司研制的中國首款完全自主知識產權的量子計算機控制系統在合肥誕生。
本源量子測控一體機
中國科學院量子信息重點實驗室主任郭光燦院士介紹，量子計算機是一個復雜系統，除了核心芯片外，操作控制系統是重要的核心器件之一。
目前，絕大多數量子計算機研發團隊仍在使用商用儀器設備自行搭建量子計算機控制系統，由于傳統的科學儀器僅負責單一的信號輸出或者采集任務，產生成本昂貴、兼容性差、功能冗余、難以集成等系列問題。
針對此項技術難題，本源量子對半導及超導量子比特進行創新利用與研發，研制了一套精簡、高效的量子計算機控制系統——本源量子測控一體機OriginQ Quantum AIO，可將所有量子計算控制系統的功能，集成在一臺能夠完整實現對量子芯片控制的機器內。
本源量子董事長孔偉成介紹，如果說量子芯片是人的“大腦”，量子計算機控制系統就如人的“骨干”，量子軟件、應用、語言就相當于“血肉之軀”。量子計算機控制系統是量子計算機不可或缺的組成部分，它能使量子芯片最大程度發揮其性能優勢。
據悉，此次正式推出的本源量子測控一體機能提供量子芯片運行所需的關鍵信號，還可處理量子芯片傳回的信息，執行對量子計算機程序的編譯。它將主要應用于量子芯片的測試研究與量子計算機的原理搭建，提供量子芯片的運行環境與接口，提供量子芯片所需的信號生成、采集、控制與處理，應用于精密測量、基礎科學研究、雷達探測等領域。
孔偉成透露，在此次控制系統研制的基礎上，計劃于未來三年左右推出具有30位量子比特位數的量子計算機原型機。
會上，郭光燦院士表示，除了芯片、控制系統外，真正有用的量子計算機需要的量子元素還很多，雖然離量子計算機真正面世還很遙遠，但此次完全自主知識產權的量子計算機控制系統的研制，是邁向量子計算機重要的一小步。
孔偉成說，
會上，郭光燦院士表示，除了芯片、控制系統外，真正有用的量子計算機需要的量子元素還很多，雖然離量子計算機真正面世還很遙遠，但此次完全自主知識產權的量子計算機控制系統的研制，是邁向量子計算機重要的一小步。
量子計算作為一種顛覆性技術，關系到我國未來發展的基礎計算能力。本源量子正努力加速量子計算技術開發，努力實現更多核心技術的突破，推進我國量子計算產業經濟的發展，提高我國科技實力。
本源量子測控一體機采用模塊化設計，當前發布的版本包含四種功能模塊，功能通道總計40個功能通道，可以直接支持8位超導量子芯片或者2位半導體量子芯片。
OriginQ Quantum AIO 功能
該測控一體機功能通道之間通過PCIE高速擴展總線互連，實現一體化。使用過程中可以將其升級至最多200通道，以支持更高性能的量子芯片。以量子芯片回傳信號分析為例，量子程序的執行速度的大幅提高。傳統的分析方法將信號數據傳回上位機終端，再由上位機軟件進行處理，這個過程的耗時至少為10微秒以上；而在本源量子測控一體機中，信號在FPGA中直接處理，即可得到邏輯信息，全過程耗時僅為200ns。
目前，全世界沒有任何商用儀器能達到如此快的處理速度。
與商用儀器互連相比，本源量子測控一體機徹底去除低俗冗長的通信線路，避免了指令和數據的傳輸滯留，使得整個系統的響應速度從納秒級提升至皮秒級，大幅提升了系統的整體性能。
附帶Python開放編程環境
為了便于用戶的操作，本源量子測控一體機上位機終端特別提供了一款專用軟件，用于提高量子程序編寫效率，用戶可直接在觸屏面板上進行操作。同時，本源量子測控一體機還附帶Python開放編程環境，支持用戶實現更多自定義的編程設計。
定制解決方案
當前，量子計算呈多元化發展趨勢，本源量子發布的量子測控一體機是針對量子計算領域用戶的首套國產量子計算機控制系統，同時也提供了其他量子芯片體系的定制服務，為量子計算機研發、量子芯片基礎研究提供最合適的硬件平臺。
關于本源量子
2017年9月，中科院郭光燦院士和中科大郭國平教授兩位老師帶領中科大博士團隊創立了中國第一家量子計算公司——合肥本源量子計算科技有限責任公司。
在過去一年多的時間里，本源量子在量子計算軟硬件以及應用領域分別研發多項的核心技術，先后在量子虛擬機、量子軟件、量子應用等領域取得突破。本源量子也是世界上首個實現64比特量子線路仿真的團隊，打破了IBM團隊的記錄，并公開了可證偽的64位量子虛擬機服務。
在那之后，為加速量子計算技術開發與應用領域的拓展，我們于今年7月已經建立了本源量子計算產業聯盟。目前，已有哈工大機器人集團、中科類腦、智天鏈等多家單位加盟，為我國科技進步這一共同目標而奮斗著。
從創立之初，本源量子就致力于量子計算軟硬件核心技術的研發。由于我國高端儀器儀表嚴重依賴進口，量子計算機研發只能使用傳統商用儀器設備自行搭建量子計算機控制系統，信號的輸出與采集任務只能單獨進行，不僅成本昂貴、功能冗余，還存在兼容性差、難以集成等缺點。
針對這一技術難題，本源量子團隊率先對半導及超導量子比特進行創新利用與研發，研制了一套精簡、高效的量子計算機控制系統。將所有量子計算控制系統的功能，集成在一臺能夠完整實現對量子芯片控制的機器內，并將其命名為量子測控一體機，獲得了開創性成功。
本源量子測控一體機作為首款具有完全自主知識產權的量子計算機控制系統，它的最基本功能是提供量子芯片運行所需的關鍵信號。除此之外，它負責量子芯片傳回信息的處理，并執行對量子計算機程序的編譯。在當前量子芯片飛速集成發展的階段，量子計算機控制系統是量子計算機不可或缺的組成部分，它能使量子芯片最大程度發揮其性能優勢。它將主要應用于量子芯片的測試研究與量子計算機的原理搭建，同時它還能夠應用于精密測量、基礎科學研究等更廣泛的領域中。
量子芯片
