能调度全球计算资源、满足上万座发动机协同运作、驱动几万台无人机运转……随着《流浪地球2》的热映，拥有超强算力的量子计算机MOSS“圈粉”无数。
事实上，量子计算机并非科幻。在安徽合肥，中国第一家量子计算公司——合肥本源量子计算科技有限责任公司（下称“本源量子”）就有它的雏形。今年上半年，本源量子还将推出最新量子计算机“悟空”。
这是一台怎样的计算机？它的诞生有何意义？我们距离通用量子计算机还有多远？近日，《天目Tech+》跟本源量子的总经理张辉聊了聊。
工作人员在调试量子计算机图源：本源量子
指甲盖上造城市
研制量子计算机困难重重
得益于强悍的计算能力，量子计算被称为“未来100年内最重要的计算机技术”。相较于经典计算机，在计算极其繁复的问题上，量子计算机具有得天独厚的优势，如并行运算海量数据、模拟分子原子的运动规律等。
张辉介绍，经典计算机需要运行数万年的数据，量子计算机可能只需要花费几秒钟。如此快速的计算，离不开量子计算机特殊的数据存储方式——量子比特。
理论上，n个量子比特位数的存储能力，相当于2的n次方台经典计算机的存储能力。量子计算机每多精确控制一个比特，其算力就会翻一倍。因而，增加集成的量子比特数目、提升量子比特性能，一直是量子计算机研制的核心目标。
作为量子计算机的核心之一、执行量子计算的硬件装置，量子芯片会采用不同的技术路线构建量子比特，如电学体系、光学体系、离子阱、冷原子等。
其中，电学体系还包含超导和半导体两条路径。由于电学的工业基与经典计算机存在部分相通性，电学体系在产业化和工程化方面更加成熟，有更多的工业条件去实现。
即便如此，研制超导量子计算机仍非易事。以量子芯片生产为例，这如同在指甲盖大小的晶圆上建造一座四通八达的城市，难度极高，还需要在零下270°的环境中作业，对材料、设备、工艺有诸多苛刻的要求。
张辉回忆，从2003年开始，在创始人、中国科学院院士郭光灿和中国科学技术大学教授郭国平的带领下，他们组建初始团队；经过十余年的深耕细作，2017年他们成立了本源量子公司；这几年，他们先后推出了超导量子计算机“本源悟源1号”和“本源悟源2号”，这一路走来历经坎坷，战胜了数不胜数的困难。仅过去一年，在量子芯片的试制上，他们就历经了1500多个批次流片。
“量子计算是一块科研处女地，我们每前进一步，都是向无人区进发，要靠自己摸着石头过河。”张辉说。
芯片部工作人员正在检测量子芯片图源：本源量子
“悟空”实现质变
为有价值的量子计算带来曙光
作为“本源悟源1号”和“本源悟源2号”的升级版，即将面世的“悟空”是如何产生的？
2022年1月，本源量子将一条相对成熟的量子芯片生产线正式投入运营。过去一年，这条产线陆续导入24台量子芯片生产相关的工艺设备，孵化了3套自研的量子芯片专用设备，交付了多个批次的量子芯片以及量子放大器等产品。
2023年春节前夕，本源量子团队利用这条产线研发出“悟空芯”量子芯片。目前，量子芯片正在量子计算机“悟空”里进行紧锣密鼓的调试，预计于今年上半年正式面世，向用户们直接开放。
张辉介绍，业界曾经预言，当量子芯片比特数达到50至100，量子计算机有希望解决某些经典计算机难以解决的重要问题，在金融、生物医药、人工智能等领域大放异彩。
“而‘悟空’的量子比特位数有望实现质的飞跃，在原理上跑通量子计算机，为有价值的量子计算带来一缕曙光。”张辉说。
但他也坦陈，相较于IBM、谷歌这些量子计算团队，“悟空”仍有不小的进步空间，后续量子芯片的中试、乃至量产，仍需大量投入。
春节以来，影片《流浪地球2》中的量子计算机MOSS备受关注。现实中的量子计算机“悟空”能与MOSS媲美吗？
张辉表示，“本源悟源1号”、“本源悟源2号”和“悟空”相当于MOSS的雏形，距离通用还有一段距离。而影片中的MOSS则属于通用量子计算，其量子比特可能高达几十万甚至上百万，可实现自我纠错，进行更精准的计算。
在现实世界，从全球来看，量子计算的企业刚从研发开始往工程化商业化方向前进，有希望在2030年跨入比特位数比较高的通用量子计算机时代。张辉认为，电影中MOSS的初始版本诞生时间约为2045年，还是有可能的。
“我们也会持之以恒攻克难关，继续努力奋战在量子计算赛道上。”张辉说。
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