《前沿 | 延世大学推出韩国首台 127 量子比特量子计算机》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: 胡思思
  • 发布时间:2024-11-06
  • 延世大学与IBM合作建立的韩国首个量子计算中心将于11月20日正式投入使用。据悉,该中心配备了一台具有127个量子比特的IBM Quantum System One量子计算机。该中心的启用意味着韩国正式成为了继美国、德国、日本和加拿大之后,第五个拥有IBM量子计算中心的国家。

    延世大学建立了韩国首个量子计算中心,其特色是一台性能卓越的 127 量子比特

    IBM 量子计算机。这台尖端量子处理器位于一个三米玻璃立方体内,冷却至接近绝对零度(?273°C),是 IBM 在美国以外安装的最强大的机器。量子计算中心目前处于试运行阶段,将于 11 月 20 日正式开放,届时计算机将全面运行。该大学量子业务部门负责人 Cheong Jae-ho 表示:“这标志着韩国成为量子计算中心的里程碑。”他补充道:“我们将专注于与业界合作,培养量子技术人才。”

    延世大学首次在韩国推出超过 100 个量子比特的量子计算机,这是实现有意义的研究应用的关键门槛。到目前为止,韩国只拥有最高性能为 20 个量子比特的实验性量子计算机。这款高性能量子计算机的问世有望开启韩国量子计算的新时代,使研究人员能够更迅速、更方便地利用先进技术。

    量子计算被视为一项改变游戏规则的技术,有望超越最好的超级计算机。谷歌的 53 量子比特量子计算机在 200 秒内完成了超级计算机需要 10,000 年才能完成的计算。延世大学最近收购了韩国第一台 127 量子比特量子计算机,这让科学界兴奋不已。量子计算机在密码学等领域尤其强大,可以执行大规模并行计算。一些专家认为,传统计算机需要 1 亿年才能解决的问题,量子计算机只需一分钟即可解决。然而,由于这些说法尚未通过实际演示得到证实,因此需要进一步研究才能实现商业化。

    延世大学计划将其量子研究重点放在生物技术应用上。Cheong 指出:“量子计算可以帮助预测药物结构,并大大缩短识别有前景的新药的时间。”业内专家认为,量子计算可以将新药开发所需的时间从通常的 10 到 15 年缩短一半以上。

    在量子计算中心附近,正在建设一个量子研究综合体,用于监督 IBM 量子技术的整合并促进产学研合作。量子计算中心和研究综合体合二为一后将占地 8,500 平方米。延世大学计划为企业提供利用量子计算的办公空间,支持企业和学术研究人员之间的联合项目。“企业将提出他们希望解决的挑战,研究人员将与他们合作,利用量子计算设计解决方案,”Cheong 说道。该中心位于松岛,这里拥有三星生物制剂和 Celltrion 等大型生物技术公司,预计将在韩国生物技术领域产生协同效应。

    国内研究人员也将更快地获得量子资源。由于缺乏本地可用的商用级量子计算机,大多数韩国机构都依赖外国供应商的云服务,通常要支付高额费用,而且要面临两到三天的延迟。“许多大公司一直在支付高额费用来访问美国的量子云,”Cheong 说。随着延世大学的量子计算机专门面向国内用户,这些等待时间预计将大幅减少。


  • 原文来源:https://www.chosun.com/english/industry-en/2024/11/05/MQJYBCRFNNELZB5DYAT64BCWBU/
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    • 11月19日,延世大学公开了韩国最早商用化的量子计算机IBM“量子系统One”。延世大学和IBM当天发表了设置在延世大学松岛国际校区量子计算中心的量子系统one活用战略。韩国成为继美国、加拿大、德国、日本之后第五个安装IBM量子系统的国家。在全世界大学中,韩国是第二所。位于延世大学松岛国际校区量子计算中心的 IBM Quantum System One 旨在为该大学以及与延世大学合作的韩国其他学术机构、公司和组织提供研究和利用量子计算的机会。 延世大学校长尹东燮表示:“通过安装韩国第一台 IBM Quantum System One,延世大学为量子计算和高级生物学领域的世界级研究和教育奠定了坚实的基础。我们将积极吸引优秀的量子研究人员,与世界领先的量子研究机构密切合作,创造创新的研究成果,努力实现改善人类生活质量的共同目标。” 延世大学的 IBM Quantum System One 现在是 IBM 全球公用事业级量子计算机群的一部分,可通过云端使用,也是全球第五台专用站点的量子计算机,包括美国、加拿大、德国和日本的系统。它由 127 量子位 IBM Quantum Eagle 处理器提供支持,为延世大学的研究人员、学生、组织和合作伙伴网络提供对公用事业级量子计算机的专用访问。 2023 年,IBM 展示了 IBM Eagle 能够进行超越传统强力模拟方法的精确计算的能力。这被称为量子效用,标志着一个时代的开始,在这个时代,量子系统可以作为科学工具来探索化学、物理、材料和其他领域的问题,以寻求量子优势:当量子计算提供超越强力或近似传统计算方法的重大实际优势时,可以以比所有已知的传统替代方案更便宜、更快或更准确的方式计算解决方案。 IBM Quantum 副总裁 Jay Gambetta 表示:“我们很高兴与延世大学合作,将实用级量子计算机引入韩国。我们期待让全国更多的研究机构、组织、公司和人才能够突破量子算法的界限,探索科学和商业价值。此外,韩国的 IBM Quantum System One 将成为培养未来量子人才和扩大该地区量子生态系统的重要基础。” 2025 年 3 月,延世大学将在松岛国际校区的量子研究设施(该设施内设有 IBM Quantum System One)举办量子计算综合体的开幕式,以庆祝该大学建校 140 周年和联合国教科文组织国际量子科学技术年。 松岛国际园区是国家先进战略产业园区生物技术领域的中心枢纽。延世大学正与仁川广域市合作,打造全球首个量子生物融合高科技产业集群。作为该产业集群发展的一部分,2024 年 7 月,延世大学与 IBM 签署了一份谅解备忘录 (MOU),合作开展生物量子计划,这是两家组织为发展韩国量子生态系统所做的努力的一部分。 延世大学还成立了量子计算项目团队,包括量子生态系统运营中心、量子计算技术支持中心和量子计算中心,以促进量子研究和生态系统发展。该团队计划增强延世大学的研究设施,以吸引全球合作伙伴,并借助 IBM 资源支持开发量子算法和技术项目,开发教育和材料以培养量子人才,包括举办研讨会、研讨会和会议,以鼓励知识交流并为量子技术的发展做出贡献。 延世大学量子计算项目组负责人 Jaeho Cheong 表示:“预计从 2023 年到 2030 年,量子计算领域的增长将超过 55 亿美元,我们的目标是通过构建韩国首台量子计算机联合使用的生态系统,促进各行业的‘量子素养’,为双赢合作奠定基础。”“我们诚邀政府机构、市政当局、研究机构、大学、公司、医院等各种组织,以及对研究合作感兴趣的组织随时与我们联系。”
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    • 在量子计算领域,有一家美国初创公司正在追逐一个看似遥远的目标:利用光子打造强大的量子计算机。 到目前为止,这家名为 PsiQuantum 的公司已经筹集了超过 10 亿美元资金,估值超过 30 亿美元,其雄心勃勃的计划正引来越来越多的关注。 2016 年,PsiQuantum 公司创始人杰里米·奥布莱恩(Jeremy O'Brien)与三位学者一起创立了该公司。 短短八年间,这家总部位于美国加利福尼亚州帕洛阿尔托的公司已发展成为拥有 350 名员工的企业,其资金储备可能已经与谷歌或 IBM 的内部量子计算项目相当。 PsiQuantum 的技术路线与其他主要竞争对手有着本质区别。传统的量子计算公司通常使用原子、离子或超导材料制成的量子比特,这些都是具有质量且通常固定在某个位置的物理对象。 而 PsiQuantum 选择了一条不同的道路,使用没有质量的光子,也就是光的粒子,作为量子比特,这些被称为“飞行量子比特”的光子具有独特优势。 图  PsiQuantum 的原型低温柜 在技术层面,PsiQuantum 的方法“理论上很简单”。他们使用一种叫做光束分束器的光学设备,将单个光子同时发送到蚀刻在硅片上的两条路径(波导)中。由于光子没有电荷和质量,它们基本上不受周围环境的影响。 这意味着即使在室温下,基于光子的量子比特也能避免困扰其他硬件的许多类型的噪声干扰。这种保持量子信息并能高速长距离传输的能力,让构建大规模高速系统成为可能。 然而,这条技术路径也面临着诸多挑战。首先,难以按需产生近乎相同的单个光子;其次,光子容易被吸收和损失;最困难的是,让这些“飘忽不定”的粒子相互作用。 为了解决这些问题,PsiQuantum 公司投入了大量资源进行技术创新。例如,他们建立了自己的设施来生长高纯度的钛酸钡晶片,希望用这种材料高效地引导光线。 在制造方面,PsiQuantum 与美国半导体巨头格罗方德(Global Foundries)建立了合作伙伴关系。他们的光子器件将采用 45 纳米技术,工艺流程包含 35 层和 600 多个步骤。 所有组件都使用 C 波段波长,以便与光纤通信兼容,为设计的灵活性和新功能的开发提供了更多可能性。 目前,PsiQuantum 已经在英国建造了小型光子系统,一个更大的系统正在美国斯坦福直线加速器中心安装。用于斯坦福项目的大型制冷器已经完工,正在等待安装输送氦气的管道系统。 根据计划,这些制冷器将在今年年底前在斯坦福安装完成,2025 年将安装大量单光子源用于系统评估。 在澳大利亚布里斯班,PsiQuantum 获得了6.2亿美元的政府资金支持,计划到 2027 年建成第一台实用规模的容错光量子计算机。 此外,该公司将作为美国伊利诺伊量子和微电子园区的主要承租方,获得 30 年内价值 5 亿美元的税收优惠,并计划建造一台百万量子比特的光量子计算机。 尽管公司获得了巨额投资和政府支持,但也面临着质疑。一些科学家担心公司承诺的目标可能难以实现。 美国加州大学伯克利分校的量子物理学家西蒙·科尔科维茨(Shimon Kolkowitz)认为,押注 PsiQuantum 是“风险极高的”。 与其他竞争对手相比,该公司展示的成果相对较少,他们没有选择逐步展示几十或几百个量子比特的系统,而是直接瞄准需要约百万量子比特的大型机器。 对此,该公司高管对媒体表示,他们已经取得了比公开展示更多的进展,投资方也已经仔细审查了他们的计划。奥布莱恩谈到这些挑战时用的都是过去时,并坚持认为成功几乎是毫无疑问的。 一些独立研究人员也认为该公司的计划是可行的。法国国家科学研究中心的量子光学物理学家帕斯卡尔·塞内拉尔(Pascale Senellart)称,这是“一场令人惊叹的赌注,非常值得探索”。 如今,PsiQuantum 正在英国建造原型机,这些设备高约 2 米,包含了低温制冷设备和许多必要的计算组件。并且,更大规模的设备将于 2025 年在美国投入使用。 根据奥布莱恩的说法,PsiQuantum 的最终计算机将需要约 100 个这样的设备,占地面积相当于一个仓库。 总的来说,在这个充满不确定性的量子计算竞赛中,PsiQuantum 选择了一条与众不同的道路。尽管面临诸多质疑和挑战,当前科技界仍在密切关注它能否成功打造出世界上第一台实用的光量子计算机。