如洗衣机大小，插电即用，原子量子计算原型机在汉走出实验室

　　数月前，武汉中科酷原团队将两台黑色机柜搬运至合肥，在第二届量子计算大会上进行演示。这便是国内首台可搬运的原子量子计算原型机。插电即用，量子计算原型机走出了实验室。

　　量子计算、量子通信、量子测量……近年来，武汉围绕这些领域着力打造量子科技示范应用场景，原子量子计算原型机、量子安全芯片、量子计算云服务平台等产品相继发布，相关配套的研发成果也不断涌现，取得了一系列关键核心技术突破。

　　中科酷原科技(武汉)有限公司科研人员在“汉原”量子计算机前进行研究探讨。 长江日报记者高勇 摄

　　原子量子计算原型机降低了量子计算使用门槛

　　近日，在中科酷原科技(武汉)有限公司（以下简称“中科酷原”）位于烽火创新谷的量子计算研发中心，研发总监付卓博士正在调试激光装置来对原子量子比特进行操控和测量。

　　他介绍，原子量子计算原型机是一种利用原子作为量子比特进行计算的原型设备。目前，量子计算原型机主要可分为原子量子计算机、超导量子计算机、光子量子计算机等，不同类型的量子计算原型机在硬件实现、操作方式、稳定性等方面存在差异。

　　“量子计算应用的重要一步是从实验室的概念验证到硬件的稳健集成。原子量子比特的优势在于更加稳定，更容易将系统向工程化方向转移。中科酷原的产品致力于开发小型化可搬运量子计算机。”付卓博士介绍。

　　在他身旁，是两台在第二届量子计算大会上展示过的黑色机柜，分别类似洗衣机和冰箱大小。他们就是电控机柜和物理机柜，机柜上标有“汉原一号”字样。这就是可搬运的原子量子计算原型机。

　　付卓表示：“这台原型机的成功验证，降低了量子计算的使用门槛，能让不同领域的用户可以接触、体验、学习、探索量子计算。”

　　“目前，我们实验室的平台能够运行超300个原子量子比特，同时也具备异核原子阵列无损重排的能力，重排算法效率处于领先水平。”付卓说。

　　量子通信骨干网覆盖全省10个市州

　　量子计算在人工智能、生物医药、金融等领域都大有可为。由武汉量子技术研究院与中科酷原打造的国内首个原子量子计算云平台，能提供量子计算模拟、量子计算编译、图形化编程等核心能力，未来用户可以通过该平台提交计算任务到真机上运行，加速量子计算融入量子化学研究、新药新材料开发、能源气象模拟等场景。

　　中科酷原公司核心团队来自中科院精密测量研究院冷原子组。公司还拥有精密测量类产品，包含三款重力仪产品和两款梯度仪产品。

　　关于量子精密测量技术，公司总经理汤彪介绍，传统测量技术在分辨率和灵敏度上有一定局限，量子精密测量技术可以精确到十亿分之一量级以上。核心团队研制出的小型化原子重力仪在体积、重量、功耗、重力测量精度等指标上均达到了国际先进水平，将应用于多项地质勘探项目。

　　量子通信领域的创新活力竞相奔涌。长江量子公司专注于量子技术在车联网、物联网、工业互联网等场景中的综合应用研发和产品销售。目前，公司的量子安全芯片已通过国家商密认证，长江量子安全系统和狂腾加密软件系统获国家著作权证书，无线耳机语音加密技术获国家发明专利。

　　长江量子总经理范犇介绍：“我们的产品采用量子密钥分发技术在移动端的应用，例如量子安全耳机产品能实现通话时从量子密服平台获取随机的量子密钥，实现一话一密。而且该耳机作为加解密的唯一启动设备，可有效防止窃听。”

　　位于洪山区的国科量子通信网络公司，在湖北推广应用“量子密码”。目前省内已建成量子通信骨干网规模总里程超过1700公里，覆盖全省10个市州。公司致力于通过约10年的努力在全球率先建成规模最大、技术最先进的星地一体量子网络，实现量子通信在政务、金融、能源等领域的规模化应用。

　　武汉持续推动量子应用场景加速落地，培育量子科技核心企业共15家。其中，武汉量子院成功孵化星光量子科技公司，三江量子已建成350公里武汉量子城域网，光谷量子产业发展迅速，生产的20余款芯片正在导入市场。

　　“指甲盖”大的器件有望将量子设备降至手机大小

　　量子产业要持续提升商业化应用的质量、性能，需要不断进行技术突破。

　　在武汉光谷量子技术有限公司的无尘生产车间内，一支支InGaAs/lnP单光子雪崩二极管(SPAD)正走下产线，该器件直接影响着量子保密通信的质量。

　　“别小看这块还没指甲盖大的器件，作为一种超高灵敏度的光电探测器件，它可以对单个光子进行计数，提升探测设备的灵敏度和稳定性。”武汉光谷量子技术有限公司相关负责人介绍，优化升级后的第二代产品，不仅能大幅减低能耗，减少降温设备的投入，令业界看到将量子设备整机体积由“机箱”降至手机大小的希望，还能为单光子计数“降噪”，增强其探测能力。

　　据悉，该产品的综合性能已赶超国外竞品，研发生产水平已达国内前列，多家相关领域的头部企业都将其列入采购计划。

　　武汉积极推进量子重大项目建设，大力推进量子园区建设。去年，中创上元量子科技产业园(一期)建成，由华中科技大学牵头建设的“精密重力测量”国家重大科技基础设施通过验收评审，依托中科院精测院的核磁共振波谱与影像全国重点实验室获批建设。

　　武汉大学副校长、武汉量子技术研究院副院长龚威介绍，湖北大学和长江大学开设有量子信息本科专业，武汉大学、华中科技大学、中科院精测院等十多所高校院所设有量子科技实验室，为我市量子科技产业发展提供了非常好的专业人才基础。

　　（长江日报记者李慧紫）

　　【编辑：张靖】