《流浪地球2》這些量子計算元素并非科幻

四年前，電影《流浪地球》橫空出世，打開了國產(chǎn)科幻電影的大門。四年后，《流浪地球2》強勢上映，將國產(chǎn)科幻電影提升到了前所未有的高度。讓觀眾朋友們大飽眼福的背后，是中國電影工業(yè)發(fā)展的進步。在今年的《流浪地球2》中，有一種貫穿全劇的“黑科技”——“量子計算機550W”，備受觀眾矚目。

01并非科幻！量子計算機已現(xiàn)實存在影片中量子計算機可實現(xiàn)全球復雜計算資源融合與調(diào)度，以滿足數(shù)萬座發(fā)動機協(xié)同運作，在極少有人工參與的情況下，建成了3座衛(wèi)星發(fā)動機和近7000座行星發(fā)動機，并支持“數(shù)字生命計劃”所需的超強算力。而這些并非完全科幻，量子計算機已經(jīng)在現(xiàn)實中存在。

作為中國第一家量子計算公司，本源量子已研發(fā)出多臺中國量子計算機，并已交付用戶使用。2020年本源量子上線首臺國產(chǎn)超導量子計算機“本源悟源1號”，搭載超導6比特量子處理器夸父 KF C6-130和本源量子測控一體機。本源悟源2號”，沿用了本源悟源1號的設計架構。目前，本源量子已成功交付一臺24比特超導量子計算機，并持續(xù)攻關更高位數(shù)量子計算機?！氨驹次蛟础?號和2號已于2020年開始，陸續(xù)通過本源量子云平臺面向全球用戶提供量子計算服務。值得期待的是，今年本源量子即將發(fā)布新型量子計算機。

02融合計算資源！量子計算擁有超強算力

影片中出現(xiàn)的550A到550W，都屬于量子計算機系列范疇，可實現(xiàn)全球復雜計算資源融合與調(diào)度。當前，現(xiàn)實中的量子計算機正處在“專用機”階段。將量子專用機與電子超級計算機相結合，采用量子—經(jīng)典混合算法，可以大大提升運算速度，起到量子賦能的效果。這也正是相當長一段時間內(nèi)，量子計算機走向?qū)嵱玫闹髁髯龇ā?/span>

在本源，量子計算機已經(jīng)形成超強算力，并通過量子計算云平臺全球共享。

日前，本源量子發(fā)布國內(nèi)首個量子計算機和超級計算機協(xié)同計算系統(tǒng)解決方案（簡稱“量超協(xié)同”）。該方案可以雙向發(fā)揮量子計算機和超級計算機的優(yōu)勢。就谷歌團隊2019年用54位量子處理器在200秒內(nèi)完成世界上最強大的超級計算機需要1萬年時間才能完成的特定計算而言，如果采用超級計算機，功率是在兆瓦級別的，而該量子處理器功率只有25千瓦，采用量子計算能耗上也將大大減少。該“量超協(xié)同”計算系統(tǒng)解決方案同時包含了量子計算機和經(jīng)典的CPU/GPU計算部分，通過“本源司南”量子計算機操作系統(tǒng)資源調(diào)度，讓量子計算與經(jīng)典計算合作來完成計算任務，可以充分發(fā)揮量子計算和超算的優(yōu)勢。

圖：“量超協(xié)同”量子機器學習框架

03廣闊前景！量子計算機已有實際應用量子計算機是具有重要戰(zhàn)略價值的國之重器，被稱為是“信息時代原子彈”。美國將原子彈計劃命名為“曼哈頓計劃”，已將量子計算機研發(fā)計劃命名為“微型曼哈頓計劃”。量子計算受到美國、英國、澳大利亞等世界多國的高度重視，其潛在應用場景包括金融工程、新能源、氣象預測、生命科學等。美國蘭德公司發(fā)布的《在生命科學中使用量子計算機和模擬器》研究報告，分析了量子計算在生命科學領域的潛在應用場景。報告指出量子計算在優(yōu)化新藥研發(fā)過程、研究遺傳學、基因組學等有著更多的可能。

在中國，本源量子率先推進量子計算應用落地。2020年與瀚海博興聯(lián)合攻關利用量子算力探索病毒檢測方案，共同開發(fā)出系列特異性識別病毒的膠體金試劑盒等產(chǎn)品，該系列試劑盒已取得歐盟CE認證，并進入中國商務部出口白名單。

金融領域，本源量子與中國建設銀行股份有限公司旗下從事金融科技行業(yè)的全資子公司建信金融科技有限責任公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，建立了國內(nèi)首個量子金融應用實驗室，在2021年聯(lián)合發(fā)布國內(nèi)首批量子金融算法——量子期權定價應用與量子VaR值計算應用，模擬速度和準確率均超越國際同類產(chǎn)品。2022年，本源量子與中國移動通信有限公司研究院首次簽署合作協(xié)議，為中國移動通信研究院有償提供基于量子計算機真機驗證的相關量子通信算法，為5G及6G面臨的算力瓶頸探索量子算法解決方案。

2022年中央經(jīng)濟工作會首次明確提出要加強量子計算等前沿技術研發(fā)和應用推廣。量子計算技術是量子科技的一種。量子科技在面向“十四五”乃至更長遠的未來，有望成為中國在全球科技產(chǎn)業(yè)中“換道超車”、掌握產(chǎn)業(yè)鏈話語權的重要核心技術，具有深遠的戰(zhàn)略意義。量子計算機的飛躍發(fā)展，將成就人類的計算速度，未來，它或?qū)⒃诟囝I域發(fā)揮作用。