1月7日，量子計(jì)算芯片安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、安徽省量子計(jì)算工程研究中心聯(lián)合發(fā)布我國(guó)最新的自主可控超導(dǎo)量子芯片——“悟空芯”夸父 KF C72-300。該量子芯片已在近期發(fā)布的中國(guó)第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”上運(yùn)行，擁有72個(gè)超導(dǎo)量子比特，能夠?qū)崿F(xiàn)量子疊加和糾纏等特性。該量子芯片的發(fā)布標(biāo)志中國(guó)自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)制造能力從小規(guī)模開(kāi)始進(jìn)入中等規(guī)模階段。
圖為本源量子自主設(shè)計(jì)雙層結(jié)構(gòu)72比特超導(dǎo)量子芯片“悟空芯”夸父 KF C72-300實(shí)物。量子計(jì)算芯片安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室供圖
“悟空芯”擁有72個(gè)超導(dǎo)量子比特，取名來(lái)源于孫悟空的“72變”，寓意著其強(qiáng)大計(jì)算能力及潛力，搭載該款量子芯片的量子計(jì)算機(jī)具備通用可編程能力，用戶可使用它開(kāi)發(fā)量子計(jì)算應(yīng)用程序。
“悟空芯”是本源量子計(jì)算科技（合肥）股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱本源量子）自主研發(fā)的夸父系列量子芯片，屬于第三代產(chǎn)品。第一代夸父6比特超導(dǎo)量子芯片KF C6-130在2020年研制成功。2021年，第二代夸父24比特超導(dǎo)量子芯片KF C24-100研制成功。
圖為中國(guó)第三代自主72比特超導(dǎo)量子芯片“悟空芯”夸父 KF C72-300 封裝盒。孫超 攝
與前兩代量子芯片相比，第三代夸父超導(dǎo)量子芯片具有更高的相干時(shí)間，性能上有顯著提升。量子計(jì)算芯片安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任賈志龍介紹，“悟空芯”以及“本源悟空”量子計(jì)算機(jī)的發(fā)布，是中國(guó)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)制造的一張新“入場(chǎng)券”，意味著中國(guó)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)制造能力從小規(guī)模開(kāi)始進(jìn)入中等規(guī)模階段，具備了自主生產(chǎn)一定中等規(guī)模的可擴(kuò)展的量子計(jì)算機(jī)芯片和系統(tǒng)的能力。“悟空芯”采用了72個(gè)計(jì)算量子比特的設(shè)計(jì)方案，還包含126個(gè)耦合器量子比特，共有198個(gè)量子比特，其實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的比特弛豫時(shí)間T1大于等于15.3微秒，退相干時(shí)間 T2大于等于2.25微秒。
安徽省量子計(jì)算工程研究中心副主任孔偉成表示，基于該款量子芯片的“本源悟空”量子計(jì)算機(jī)可一次性下發(fā)、執(zhí)行多達(dá)200個(gè)量子線路的計(jì)算任務(wù)，從而比只能同時(shí)下發(fā)、執(zhí)行單個(gè)量子線路的國(guó)際同類量子計(jì)算機(jī)，具有更大的速度優(yōu)勢(shì)。
圖為中國(guó)第三代自主72比特超導(dǎo)量子芯片“悟空芯”夸父 KF C72-300 放大模型。孫超 攝
本源量子建設(shè)了中國(guó)第一條量子芯片生產(chǎn)線。2023年，該芯片生產(chǎn)線生產(chǎn)1500多批次，并研發(fā)出超導(dǎo)量子芯片監(jiān)測(cè)設(shè)備——無(wú)損探針臺(tái)，超導(dǎo)量子芯片修復(fù)設(shè)備——激光退火儀，超導(dǎo)量子芯片保存設(shè)備——高真空存儲(chǔ)箱等系列量子芯片生產(chǎn)“工業(yè)母機(jī)”。同時(shí)，本源量子開(kāi)發(fā)的量子芯片設(shè)計(jì)軟件“Q-EDA”進(jìn)行了多次技術(shù)迭代。
