（原標(biāo)題：量子計算與PKS信創(chuàng)體系首次融合，實現(xiàn)算力跨越）

　　 2022年3月28日，中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團有限公司（簡稱中國電子）“PKS” 信創(chuàng)體系與量子軟件體系整合完成量子計算對接測試，國產(chǎn)“PKS”自研體系實現(xiàn)算力代際跨越。在本次對接測試中，基于飛騰芯片和麒麟操作系統(tǒng)的底層架構(gòu)“PKS”計算體系首次實現(xiàn)了量子程序運行實驗，該量子軟件由啟科量子研發(fā)團隊自主研發(fā)并進行了信創(chuàng)體系整合。

　　 作為中國首個計算機軟硬件基礎(chǔ)體系標(biāo)準(zhǔn)，“PKS”信創(chuàng)體系已成為國家自主可控的計算機信息系統(tǒng)的核心底座。本次對接測試中，啟科量子研發(fā)團隊通過定制開發(fā)擴展底層量子模擬接口打通與量子計算模擬后端軟件的通訊，并在QuIDE（集成量子開發(fā)環(huán)境）中運行Grover等量子算法，首次實現(xiàn)量子程序在飛騰+麒麟體系上的模擬計算。

圖1麒麟軟件NeoCertify認(rèn)證

　　 從量子科技戰(zhàn)略發(fā)展的角度出發(fā)，作為國之重器的量子計算必須在國產(chǎn)自研體系“PKS”中運行。量子科技是真正的未來科技，事關(guān)國家安全和社會經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展，在復(fù)雜多變的國際競爭中，必須將量子科技的創(chuàng)新主動權(quán)和發(fā)展主動權(quán)牢牢掌握在自己手中。若采用國外平臺運行量子計算機，如同將戰(zhàn)略武器放在波音飛機上，使得國家安全受制于人。此次量子計算整合，為未來的國家算力戰(zhàn)略提供了可靠的國產(chǎn)運載工具，是實現(xiàn)未來科技自主可控發(fā)展的重要舉措。

　　 “卡腦子、卡脖子”的技術(shù)突破一直是國家科技領(lǐng)域重點發(fā)展的方向，本次對接測試的完成標(biāo)志著國產(chǎn)硬件平臺上運行量子算法的雙重突破，以未來科技為引領(lǐng)補短板補缺項，充分發(fā)揮了企業(yè)在科技創(chuàng)新中的主體作用。啟科量子百比特離子阱量子計算機等硬件平臺研發(fā)正如火如荼地進行中，而構(gòu)建于量子計算機硬件平臺之上的量子軟件體系作為人機交互、指令編譯解析及底層硬件驅(qū)動的核心，是未來量子計算商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化的必備條件。盡管量子計算機硬件平臺的發(fā)展需長期努力，但軟件體系的建立能快速促進量子計算開發(fā)生態(tài)形成、應(yīng)用場景的挖掘，助力未來全真量子軟件移植，尤其是國產(chǎn)化自主可控戰(zhàn)略的推進。

　　 量子計算賦能“飛騰-麒麟”，實現(xiàn)算力跨越

　　 本次對接測試基于QuIDE運行了Grover等量子算法，測試發(fā)現(xiàn)隨著量子比特數(shù)增加，量子門數(shù)量也跟著增加。通過CPU響應(yīng)反饋、內(nèi)存變化等參數(shù)進行算力評估顯示，當(dāng)量子比特數(shù)目達到一定值時，量子門數(shù)量曲線呈急劇上升趨勢，此時針對復(fù)雜的量子計算問題，量子模擬優(yōu)勢顯著。

圖2量子比特數(shù)與量子門數(shù)變化趨勢圖

圖3運行過程中的內(nèi)存監(jiān)控圖

圖4量子計算模擬測試結(jié)果（Quantum Simulation Capability Test）

　　 注：橫縱坐標(biāo)分別為量子比特數(shù)和設(shè)備耗時時間；其中藍色線條表示編譯耗時、綠色線條表示Mac運行耗時、黃色為ARM運行耗時

　　 此次量子計算對接測試初步表明，國產(chǎn)信創(chuàng)系統(tǒng)“PKS”與啟科量子軟件體系整合，實現(xiàn)了算力上的大步飛躍。在量子計算技術(shù)發(fā)展方面，此次“PKS”體系與啟科量子軟件實現(xiàn)量子計算整合，加速了量子計算技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用落地探索與實踐，為各行業(yè)量子計算模擬應(yīng)用提供一種解決方案。在量子技術(shù)應(yīng)用探索合作中，發(fā)揮了企業(yè)間攜手對量子信息產(chǎn)業(yè)的示范引領(lǐng)作用，同時增加行業(yè)間的合作契機，進一步推動我國量子技術(shù)的創(chuàng)新與商業(yè)化進程。

　　 對此次量子計算整合，中國電子南方軟件園董事長張革談到：“中國電子是中央直接管理的國有重要骨干企業(yè)，是以網(wǎng)絡(luò)安全和信息化為主業(yè)的中央企業(yè)，是兼具計算機CPU和操作系統(tǒng)關(guān)鍵核心技術(shù)的最大國有綜合性IT企業(yè)。中國電子成功突破高端通用芯片、操作系統(tǒng)等關(guān)鍵核心技術(shù)，構(gòu)建了兼容移動生態(tài)、與國際主流架構(gòu)比肩的安全先進綠色的“PKS”自主計算體系和最具活力與朝氣的應(yīng)用生態(tài)與產(chǎn)業(yè)共同體，正加快打造國家網(wǎng)信產(chǎn)業(yè)核心力量和組織平臺。在實現(xiàn)全面數(shù)字化變革的過程中，南方軟件園也是數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展、引領(lǐng)區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展的重要載體之一。此次量子模擬計算整合是國營企業(yè)與民營企業(yè)攜手聯(lián)合發(fā)力，推動科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要成果。作為世界科技前沿領(lǐng)域，量子計算行業(yè)的研究與探索對經(jīng)濟發(fā)展與科技創(chuàng)新和信息安全都有重大意義，未來應(yīng)未雨綢繆做好量子計算領(lǐng)域企業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃布局，加強高新技術(shù)企業(yè)合作”。

　　 中國電子長城集團研發(fā)事業(yè)部總經(jīng)理劉全仲亦表示：“量子計算的超強算力與量子通信與生俱來的安全特性將極大地推動量子科技在各領(lǐng)域的普及和應(yīng)用。”此次量子計算與信創(chuàng)體系對接是“飛騰-麒麟”體系實現(xiàn)算力上的跨越，將量子計算停留在紙面上的構(gòu)想轉(zhuǎn)為現(xiàn)實，讓量子計算的商業(yè)應(yīng)用落地進程又登上一個新的臺階。

　　 作為亞洲首家離子阱量子計算企業(yè)，啟科量子在此次“飛騰-麒麟”組合上提供自主研發(fā)的適配量子軟件系統(tǒng)，將有力助推國產(chǎn)化平臺算力換代。量子計算的前景光明也任重道遠(yuǎn)，啟科量子項目負(fù)責(zé)人表示，啟科量子在量子信息技術(shù)領(lǐng)域?qū)⒉粩嗵剿鳎铝τ诩铀倏茖W(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，積極探索量子計算技術(shù)應(yīng)用，為推動我國量子科技創(chuàng)新及商業(yè)化進程貢獻力量。