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作者丨黎晓梅
编辑丨刘恒涛
封面图源丨Midjourney
近日，量旋科技宣布完成数亿元B系列轮融资，投资方包括建信股权、梁溪科技城发展基金等政府基金，以及星空投资、华强资本、九颂基金等多家机构。
量旋科技创始人兼CEO项金根表示，本轮资金主要用于研发设备采购、研发团队扩充，以及聚焦量子芯片工艺提升、整机集成等关键研发环节，提升硬件性能。
量旋科技2018年成立，是一家致力于量子计算产业化和普惠化的一站式解决方案服务商，产品包括教育级核磁量子计算机、产业级超导量子计算机、量子计算云平台和应用软件等。
量旋科技已实现了三个“第一”：推出全球第一台可编程桌面型量子计算机；成为中国第一家向海外出口超导量子芯片的公司；成功交付中国第一台出口海外的超导量子计算机整机。
“量子计算正在指数级加速迭代，未来3-5年将迎来产业化拐点。”项金根认为，现在处于量子计算产业化前夕。量旋科技将继续围绕技术迭代与商业场景拓展着力，在更多生态领域实现合作与落地，同时加速全球化布局。
01“三清博士”投身量子计算产业
近年来，人工智能、大数据分析等领域对算力的需求激增，而传统计算机随着摩尔定律走向黄昏，已难以满足高算力需求。以药物研发为例，在药物研发过程中，要先进行药物分子筛选。但利用经典计算机模拟分子实验的效率很低。“一个创新药要上市，大概需要尝试1万种分子式，要花费3年左右时间。”项金根说道。
而量子计算可实现计算的指数级加速，让加密、金融、制药、物流、能源等关键行业实现技术突破。
量子计算是一种基于量子力学原理的新型计算模式，与传统的二进制计算有着本质差异。和我们日常用的经典计算机比起来，量子计算机拥有更强大的信息处理、计算能力，能解决经典计算机耗时极长、甚至无法解决的问题。
超导量子芯片制造设备
2024年底，谷歌发布量子芯片Willow，宣称Willow芯片能在5分钟内完成了当今最快的超级计算机需要10²⁵年才能完成的计算，这一时间远远超过宇宙的年龄。
量子计算强大的算力，也可能破解现行的非对称加密体系。从国家安全考虑，美国、中国、欧洲等国家地区，均加大政策与资金投入，以抢占量子计算产业化先机。2016年起，我国发布了多项涉及量子技术的相关政策，《“十三五”国家科技创新规划》将量子计算机列入科技创新2030重大项目。
根据iCV TA&K的一项研究数据，2023年全球量子计算产业规模为47亿美元，到2035年，全球量子计算产业规模将超过8000亿美元。
项金根是浙江金华人，本硕博毕业于清华大学，在哈佛大学任博士后和副研究员。在哈佛待了6年后，项金根到加拿大一家软件企业工作过几年。
在清华求学期间，项金根结识了现在的妻子曾蓓教授，后者成为量旋科技的首席科学家。
曾蓓在清华大学读本硕，毕业后赴美国麻省理工学院（MIT)读博，师从量子计算先驱Isaac Chuang。后来，曾蓓进入加拿大滑铁卢大学量子计算研究所，从事博士后研究。2019年，她加入香港科技大学任教。作为全球顶级量子纠错与容错计算专家，2021年曾蓓入选美国物理学会会士，成为当年唯一华人入选者。
项金根与曾蓓在加拿大度过了一段时间的平静生活，转折点发生在2016年。那一年，IBM研发了全球首个商用量子计算平台，通过云服务向公众开放其5量子比特（qubit）超导量子处理器。
在正式发布的前两个月，项金根和曾蓓曾经参观IBM的研发成果。这是项金根第一次亲眼见到稳定运行的超导芯片量子计算机。在此之前，量子计算机只能算实验室的一个玩具。项金根受到了很大的震撼，他认为，量子计算从实验室走向公众的时机到来了。
2018年，在筹备两年后，项金根和曾蓓回国，在深圳成立了量旋科技。
02自研超导量子芯片，实现三个“第一”
项金根的目标，是量子计算的产业化，因此，他们选了半导体产业链齐全且便于吸引海内外人才的深圳。在技术路线上，量旋科技确定了“核磁”和“超导”两条技术路线。
一般来说，核磁路线计算能力较差，天花板低。但胜在稳定性高，研发制造的难度较小，能在教育、科研这类低算力场景快速落地。当时，为培养量子计算人才，全球越来越多国家开展了量子科技相关的课程教育。
量旋科技经过一年攻关，在2020年发布了全球首台桌面型核磁量子计算机“双子座”。 “双子座”可用于量子算法教学和基础研究，帮助学生和科研人员实践操作。作为实验器材与教学用具，“双子座”迅速在大学、中学、科研馆等机构落地。
量旋科技教育级核磁量子计算机系列产品
要在工业级计算场景落地，核磁量子计算机显然是有局限性的。。
“要突破量子计算机高算力瓶颈，就需要更多量子比特，这就需要做超导量子计算机。”项金根说道。量子比特是量子计算的基本信息单位，理想状态下，每增加一个量子比特，计算机的处理能力就会呈指数级提升。量旋科技核磁量子计算机只有3量子比特，而前文提到的谷歌Willow拥有105个量子比特。
2020年，在发布桌面型核磁量子计算机后，量旋科技完成了数千万元的A轮融资，开始研究超导量子计算机。
在超导量子计算机中，超导量子芯片至关重要。一个量子芯片集成的量子比特数越多、量子比特的质量越高，其运算能力就越强。
超导量子芯片核心结构是人工原子，而非传统的晶体管，电路设计比传统芯片更复杂，要考虑量子比特之间的耦合、控制、读取等问题。目前，我国设计量子芯片最大的难点在于，做量子芯片的时间太短，缺乏工程知识和经验的长期积累。在整个量子计算机领域，产业链分工远没有经典计算机那般成熟。同时，美国早在2017年将量子密码相关技术纳入出口管制清单，降低了从海外进口的可能性。
量旋科技只能借各高校、实验室的设备进行研发生产，这导致研发周期很长，并且产品性能不一致。因此，量旋科技决定建设超导量子芯片加工实验室。
量旋科技量子芯片实验室
2022年，经过一年半的建设后，量旋科技完成了超导量子芯片加工实验室的建设。专用的芯片加工实验室，保障了芯片工艺的一致性和稳定性，极大提升了芯片的迭代速度。之前利用第三方实验室，完成一代芯片要两个月，实验室建成之后只需5-7天。
借助该实验室，2023年4月，量旋科技对外发布了超导量子芯片——“量旋少微”，这也是全球为数不多标准化、量产型的超导量子芯片产品。
“量旋少微”的退相干时间T1，达到了业内领先的10-100微秒，能够执行数十纳秒量级的单双比特门操作，并且能够实现99.9%以上的单比特门保真度和98%以上的双比特门保真度。在行业中，这意味着计算结果的准确性更高，每1000次操作平均只有1次失误，纠错技术也更成熟。
量子芯片加工（工程师检查制备好的芯片）
同年11月，量旋科技成功向一家中东科研机构成功交付了自主研发生产的超导量子芯片，成为首家成功向海外交付超导量子芯片的中国公司。2024年，量旋科技成功交付中国第一台出口海外的超导量子计算机整机。
03营收翻倍，量子计算迈入产业化前夕
量旋科技对外销售量子芯片、测控系统、以及量子计算整机，能够提供从模块单元到一体化的完整解决方案。针对量子教学的桌面型核磁量子计算机，售价在几万到几十万不等。
目前，量旋科技产品及服务已覆盖全球五大洲40余国家和地区，服务了超过200所高校、企业与科研机构。包括滑铁卢大学、西澳大利亚大学、东京大学、奥斯陆城市大学、清华大学、复旦大学、北京理工大学等国内外高校。
项金根预计，今年量旋科技将实现数千万元营收，有望较去年实现翻倍增长。
现阶段，量旋科技的超导量子计算机为20量子比特，项金根透露，公司正在推进百比特级芯片设计和加工 ，有望年底推出相关产品。
在项金根看来，量子计算机还面临性能不足的问题。尽管行业已经推出了数十至数百量子比特的产品，但很容易受到温度、磁场、辐射等环境干扰，错误率高，仍无法投入产业级应用。此外，量子计算机的价格昂贵。建造一台超级计算机的成本大约在1亿至3亿美元之间，而谷歌开发和维护70量子比特的量子系统，需要耗资数亿美元。
业内不少人士认为，1万量子比特将成为量子计算机走向实用化的里程碑。当实现这一目标时，量子计算机能稳定实现纠错功能，降低错误率，碾压经典计算机的算力上限。IBM、富士通等企业，已经开始了1万量子比特量子计算机的研发。
项金根表示，当量子计算机实现性能全方面突破，性价比超过经典计算机时，将迎来产业化拐点，预计还需要3-5年。
量子计算产业化落地，是一场关于工程、规模和耐力的长跑。哨声响起，量旋科技还有很长的路要走。
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