中国最大规模量子计算云平台重磅发布！

光子盒研究院

8月18日下午，2023中国算力大会第二届“西部数谷”算力产业大会算领未来“8大成果”环节中，中国电科与中国移动携手发布“全国规模最大的量子计算云平台”，这是国内首个央企合作量子计算云平台，也是业界第一次实现“量子与通用算力统一纳管混合调度”的系统级平台，该成果标志着量子计算正在逐步走向实用化阶段。

量子计算云平台优势

量子计算云平台功能
此次中国移动携手中国电科打造的量子算力与通用算力融合互通系统级平台，为国内首创。中国电科目前已突破20比特量子芯片设计与制造，9mK级极低温制冷、量子-电子混合算力控制等核心关键技术，成功研制了全自主可控的20比特超导量子计算机。中国移动依托移动云率先布局公有云量子计算云服务，链接融合中国电科超导量子计算机，通过“五岳”量子计算云平台提供开放的量子融合算力测试环境，可为高校、企业和科研人员开展量子算法实验提供有力支撑。
未来，“五岳”量子计算云平台将依托移动云的技术、产业、生态优势，联合各方力量构建量子计算与云计算的融合计算体系，加速推动中国量子计算产业化，助力数字中国建设。

事实上，量子计算具有非凡的计算能力，被学术界和工业界广泛认为是释放提高计算能力潜力的关键。目前，各种量子计算硬件技术，如超导、离子阱、光子量子和中性原子系统等，都在早期阶段迅速发展。然而，要真正推动这一产业的蓬勃发展，仅仅依靠技术突破是远远不够的。我们需要一个更全面的生态系统，将深入研究与实际应用相结合，从理论到商业化，从科学研究到商业活动。如何构建这样一个系统呢？
一方面，下游用户必须根据自己的实际需求，以具体的方向和技术路线图推动研发。同时，用户应在真实的量子硬件上测试和优化算法，以实现实际效益的最大化。另一方面，由于量子计算需要较高的技术壁垒和大量资金投入，许多研究量子算法的高校和企业往往难以获得真正的量子计算资源。
因此，迫切需要一种开放共享的机制，将研究与应用工作紧密联系起来。为了满足这些需求，量子计算云平台应运而生。
通过量子云平台，用户可以将自己开发的量子程序上传到后端的量子计算机或量子虚拟机上进行计算处理并获得结果。这种解决方案让用户无需昂贵的硬件和维护就能获得量子计算能力，让更多人可以更方便、更经济地使用量子计算。

量子计算云平台工作流程图。当经典计算设备向量子系统发起计算任务请求时，量子云平台会协助传输该请求。随后，量子系统完成计算任务后，会通过量子云平台将结果以经典信息格式反馈给用户。
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目前，全球约有21家公司开放了量子计算云平台，包括IBM的IBM Quantum Experience、谷歌云、微软的Azure Quantum、亚马逊AWS的Braket、D-Wave的Leap、Rigetti的量子云服务、Xanadu的Xanadu、Strangeworks的Strawberry Fields、Origin Quantum的云平台、QuantumCTek的量子计算云平台、华为的HiQ等。这些云平台在后端硬件、模拟器和定价结构方面呈现出多样性，反映了量子计算产业商业化的动态趋势。
2023 年上半年，多家公司在开发量子计算云平台方面取得了重大进展。1月，IBM宣布在其量子云平台上推出433量子比特处理器Osprey，该平台还提供5000量子比特量子模拟器的访问权限。5 月，北京量子信息科学研究院推出了“夸父”量子计算云平台，提供 136 个相互连接且可独立控制的量子比特。此外，国盾量子也于 5 月发布了量子计算云平台，允许用户访问 176 个量子比特（66 个量子比特和 110 个耦合比特）。6 月，Strangework 宣布将 IBM 的 127 量子比特 Eagle 处理器集成到其云平台中，为量子服务提供“即用即付”系统。

量子计算云平台比较。分析涉及多个方面，包括平台发布日期、硬件技术提供商、后端硬件可访问性以及可访问量子比特数量。显示的量子比特数仅代表可访问的最大量子比特数。目前，QM Ware 提供三种类型的量子计算模拟器：34量子比特、36量子比特和40量子比特。中科酷原的量子云平台提供中性原子量子计算和 qiskit 量子计算模拟。华为的 HiQ提供量子计算的全振幅模拟器访问。百度量子云10量子比特的超导量子计算机目前正在维护中，1量子比特的离子阱量子计算机处于实验阶段。
此外，除了表中列出的公司，中国国内也有一些科研机构开发了量子计算云平台。例如，中国科学院与阿里巴巴云合作开发了 ScQ. 云量子计算平台；不过，该平台目前正在进行校准，尚未投入使用。同样，北京量子信息科学研究院和中科院物理研究所也各自开发了自己的云平台。
这些量子计算云平台已经在材料科学、金融、制造、医疗保健、网络安全、人工智能、教育、娱乐、农业等多个领域展示了实际应用。

量子计算云平台的商业应用案例

在近期发表在ICV TAnk上的《全球量子计算云平台研究报告》中，团队对IBM、谷歌、AWS 和国盾量子这四家公司提供的平台进行了深入分析；此外，还比较了 AWS 和微软量子云平台的定价。
评估结果显示，IBM Q Experience 是四个平台中的佼佼者，在处理器类型和性能、界面易用性、技术和社区支持以及可扩展性和未来发展方面获得了最高评价。IBM Q Experience 拥有最多的量子比特、最成熟的生态系统、最先进的容错技术和最丰富的合作伙伴网络。IBM Q Experience 还提供最友好的用户界面和最完整的开发框架，让用户可以轻松设计和运行量子程序。IBM Q Experience 的唯一缺点是价格较高，可能不适合一些预算有限的用户。

各量子云平台的综合评价。Azure Quantum 和亚马逊 Braket 是次佳选择，它们在价格方面具有优势，但在处理器类型和性能方面存在劣势。国盾量子云平台在某些方面存在不足，而且界面只有中文，目前只适合中国用户使用。
根据当前的技术发展和市场需求，可以预见的是，随着量子计算的不断发展，可能会有更多公司进入量子计算云平台市场，提供各种量子计算服务。这将加剧竞争，推动行业快速发展。
在未来几年中，量子计算可能会在一些特定的问题领域或应用中展现出相对于经典计算的明显优势，例如优化、模拟和机器学习。这将促使更多用户和企业采用量子计算云平台。
当然，未来的量子计算不太可能完全取代经典计算，而是对其进行补充，以解决经典计算机难以解决的问题。因此，结合经典计算和量子计算的混合计算模型将得到发展。
量子计算云平台的进一步发展也将需要物理学家、计算机科学家、工程师和其他专业人员之间的合作。这将促进跨学科合作与创新。随着量子计算的重要性日益得到认可，用于学习和研究量子计算的教育和培训资源的投资可能会增加。这将有助于培养新一代量子计算专家。
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参考链接：[1]https://finance.sina.com.cn/tech/roll/2023-08-19/doc-imzhtrhc4745994.shtml[2]https://cn.chinadaily.com.cn/a/202308/19/WS64dff954a3109d7585e49da8.html[3]https://www.icvtank.com/newsinfo/859498.html?templateId=287088

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