2024年4月18日，北京玻色量子科技有限公司（以下簡稱“玻色量子”）以“新質互融，算力共振”為主題，在北京·望京成功召開2024年新品發布會，重磅發布了新一代550計算量子比特的相干光量子計算機——“天工量子大腦550W”及開物SDK等核心研究成果，充分展現出量子計算與AI的融合，是實用化量子計算的起點。
2024年，量子技術作為未來產業、新質生產力發展的重要組成部分，北京未來產業布局中明確提出建設全球量子信息產業科技創新高地，培育量子產業生態。玻色量子作為國內實用化量子計算的代表性領先企業，在“量子計算+”行業領域已取得了一系列開創性的突破成果。此次新品發布，不僅是玻色量子的又一重要里程碑，也彰顯出公司在實用化量子科技領域的創新實力，更為我國在全球量子科技競爭中搶占先機、實現高質量量子科技發展做出貢獻。
發布會現場
朝陽園管委會（區科信局）黨工委副書記、管委會主任楊洪福
朝陽園管委會（區科信局）黨工委副書記、管委會主任楊洪福在致辭中提到，北(bei)京玻(bo)色量子(zi)科技有限(xian)公司是(shi)在朝(chao)陽區(qu)(qu)積(ji)極(ji)(ji)進行未來產業(ye)前(qian)瞻布局過(guo)程中涌現出來的(de)(de)(de)優秀創業(ye)團(tuan)(tuan)隊代表。在三(san)年多的(de)(de)(de)時間里，從零開(kai)始，打造了高水平的(de)(de)(de)團(tuan)(tuan)隊和實驗室，持續專注于實用(yong)化光量子(zi)計算平臺的(de)(de)(de)研發和產業(ye)落地，堅持與大學院校、科研院所(suo)、應用(yong)企(qi)業(ye)合(he)作研發，積(ji)極(ji)(ji)探索在AI、金融(rong)、通(tong)訊、生(sheng)物(wu)醫藥、交通(tong)等領域(yu)的(de)(de)(de)應用(yong)落地，現已成為了朝(chao)陽區(qu)(qu)乃至北(bei)京市量子(zi)信息領域(yu)的(de)(de)(de)代表性企(qi)業(ye)。
玻色量子創始人&CEO文凱博士演講現場
今天發布會的主題之一“新質互融”，是指量子計算與AI的融合，是實用化量子計算的起點。
文凱(kai)博士(shi)帶大(da)家回顧了LeNet-5，AlexNet，Transformer和(he)(he)GPT為代(dai)表的(de)等AI深(shen)度(du)學習和(he)(he)大(da)模型的(de)發展歷史(shi)。這(zhe)一(yi)系(xi)列顛覆(fu)性(xing)創新和(he)(he)改變世(shi)界的(de)工作，源自于(yu)三大(da)關鍵支柱：以GPU為代(dai)表的(de)算力、以并行(xing)計算架(jia)構為代(dai)表的(de)開發套件(jian)、以深(shen)度(du)神經網絡為代(dai)表的(de)AI算法。
而(er)量子(zi)計算(suan)作為新質生產(chan)力中未(wei)來(lai)產(chan)業的核(he)心，具有突破傳(chuan)統計算(suan)極限、引領未(wei)來(lai)科技發(fa)展的巨大潛力。
進入量子AI時代，我們也將重新定義上述三大支柱，以具備550計算量子比特的新一代相干光量子計算機“天工量子大腦550W”為代表的基礎算力、以“開物SDK”為代表的開發套件、及與多行業生態伙伴共研的“量子算法”三者相結合，為持續突破實用化量子計算的邊界與改變未來奠定堅實的三大支柱。
“天工量子大腦550W”揭幕現場
550計算量子比特的相干光量子計算機——“天工量子大腦550W”
魏海博士：解構“天工量子大腦550W”+“開物SDK”的技術奧秘
玻色量子CTO魏海博士演講現場
光量子(zi)計算具(ju)有的(de)(de)強(qiang)大(da)的(de)(de)計算能(neng)力和(he)精準的(de)(de)操作性能(neng)，使得相(xiang)干光量子(zi)計算機在(zai)解決(jue)復雜問題、優化(hua)算法和(he)AI神經網(wang)絡結構優化(hua)等方(fang)面展現出(chu)無與(yu)倫(lun)比的(de)(de)優勢。
2023年，我們發布了。一年(nian)來，客戶們反(fan)饋，還需要更(geng)多的(de)量子比特，更(geng)強(qiang)的(de)算(suan)力來支撐更(geng)多實用的(de)應用開(kai)發。
算力支柱：550計算量子比特天工量子大腦550W
玻色量子發布的“天工量子大腦550W”，基于自研的“空間光路+光纖光路”的異構光路體系架構，采用相干光脈沖相位編碼來制備量子比特；通過光量子計算專用光纖恒溫控制設備——量晷，實現超過550個量子比特的存儲；通過自主研發的光量子測控一體機——“量樞2.0”，在導入計算問題的參數矩陣的基礎上，實現了算力提升70% GMACs、采樣精度提高2.7倍、SoC架構、響應速度提升200%、自動校準偏壓、自動電信號對準、自動調光和自動控制等性能于一體，可以同時控制、讀取和執行快速反饋來微秒級操控550個計算量子比特(te)。
目前，玻色量子已成功實現550個專用光量子比特的穩定制備和操控，實現光電混合計算。“天工量子大腦550W”現已具備高功率態制備、高保真內存、低噪環控、自適應糾錯等突出性能優勢，并能達到12小時/次以上長時間的穩定運行。
在算(suan)力(li)優勢上，“天工量(liang)子大腦550W”可以解決最高超過550個變量的數學問題，耦合鏈接規模達(da)到150975個，是“天(tian)工量子大腦(nao)100”的28倍。隨著問(wen)題規模的增(zeng)加，實際計(ji)算(suan)復(fu)雜度(du)也呈現指數(shu)級(ji)增(zeng)加，“天工量(liang)子大腦(nao)550W”在國(guo)內首次實現550節點全連接可編(bian)程的Max-Cut問(wen)題相(xiang)干光量子(zi)計算求解(jie)，能在數個毫秒級時(shi)間內在(zai)(zai)龐大的(de)解空間中進行(xing)并行(xing)搜索，求出優化解，實現了(le)比經典計算在(zai)(zai)實際應(ying)用問題上(shang)的(de)數萬倍加(jia)速(su)！達到最優解99%的求解概率為99%！
玻色量子將為客(ke)戶提供不(bu)同的(de)版(ban)本——探索(suo)版(ban)和(he)企(qi)業(ye)版(ban)，以滿足不(bu)同客(ke)戶的(de)應用需求。
SDK支柱：開物SDK開發套件
“開物SDK”開發套件是“天工量子大腦550W”最為重要的模塊之一，也是量子AI時代發展最重要的三大支柱之一。“開物SDK”一方面管(guan)理(li)量子系統底層硬件的(de)映射，另一方面對接(jie)真實世(shi)界(jie)的(de)場(chang)景和數(shu)據問題，目的(de)是讓(rang)真實場(chang)景中(zhong)的(de)問題可(ke)以有效的(de)轉化為(wei)底層量子系統上的(de)硬件關系，幫助用(yong)戶運行計算。
當前，玻色量子自研的“開物SDK”開發套件在QUBO模型轉化、自動調參、真機模擬三個方面實現了自動化。用戶只需關注數學模型，SDK可以自動分解復雜算法，實現智能優化，一鍵解決約束項問題，無需接入真機即可模擬編程求解。“天工量子(zi)大(da)(da)腦(nao)550W”與(yu)“開物(wu)SDK”的結合(he)，可以實現自(zi)動(dong)(dong)(dong)降階(jie)、自(zi)適應(ying)約束、自(zi)動(dong)(dong)(dong)拆解(jie)(jie)，即高(gao)效助力用戶將高(gao)次模(mo)(mo)型簡化為QUBO模(mo)(mo)型，使(shi)得(de)(de)計(ji)算(suan)更高(gao)效；保證精度(du)平衡，使(shi)速度(du)與(yu)準確兩者兼得(de)(de)；自(zi)動(dong)(dong)(dong)分解(jie)(jie)大(da)(da)規(gui)模(mo)(mo)問題為小(xiao)規(gui)模(mo)(mo)問題的集合(he)，以實現在(zai)量子(zi)計(ji)算(suan)的NISQ時代就能(neng)夠實用于較大(da)(da)規(gui)模(mo)(mo)計(ji)算(suan)任務求解(jie)(jie)。
顯然，“開物SDK”方便用戶只需關注數學模型，基于Python，任意IDE環境均可適配，充分體現出“好用”和“全能”的性能優勢。
馬寅：“經典算力+量子算力”才是破局終極答案
玻色量子創始人&COO馬寅演講現場
“天工量子大腦550W”的單次計算時間為5.4ms，比一瓶水落地的時間快了100倍。
量子計算從來都不是來替代經典算力的，將量子算力與經典算力無縫融合，才是真正解決各行業算力難題的終極答案，也將實現更強算力的共振與提升，進而完全實現“新質融合，算力共振”。
以算(suan)(suan)(suan)力中(zhong)心的(de)(de)用戶(hu)問題(ti)為例，統一的(de)(de)軟件(jian)平(ping)臺(tai)會先將任務分解成(cheng)CPU適(shi)(shi)應、GPU適(shi)(shi)應、QC適(shi)(shi)應的(de)(de)子任務，不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)子任務將通過不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)算(suan)(suan)(suan)力接口傳(chuan)遞(di)給底(di)層(ceng)硬件(jian)，甚至在一個計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)任務中(zhong)，量子計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機要與經典計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機之間頻繁(fan)聯動(dong)，實現融合(he)(he)加速。而最終的(de)(de)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)結(jie)果又會通過統一的(de)(de)軟件(jian)平(ping)臺(tai)做聯合(he)(he)處(chu)理(li)，向用戶(hu)輸出最終的(de)(de)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)結(jie)果。這將是(shi)未來(lai)大行(xing)其道的(de)(de)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)模式，即“無感計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)”，而從(cong)業務本身出發(fa)，不(bu)(bu)需要關注底(di)層(ceng)的(de)(de)硬件(jian)是(shi)什(shen)么。
對于今天的量子(zi)計算生態，最關鍵的一(yi)步是(shi)(shi)找(zhao)到合適的應用(yong)場景(jing)，這也是(shi)(shi)玻色(se)量子(zi)不斷(duan)拓展生態的主要(yao)目標。因此，我們構(gou)建了一(yi)個“場景(jing)漏斗”。通過(guo)開(kai)物SDK可以(yi)大大降低開(kai)發者(zhe)門檻，無論是(shi)(shi)高校(xiao)、企(qi)業、個人開(kai)發者(zhe)或其(qi)他用(yong)戶，不需要(yao)去學(xue)習量子(zi)物理(li)的原理(li)，即可在(zai)純數學(xue)層面理(li)解量子(zi)算力的使用(yong)方(fang)法和能力，開(kai)發適配他們所在(zai)領域(yu)的量子(zi)算法，并且在(zai)量子(zi)計算機真機上完成(cheng)數據驗證。
當千行百業的(de)(de)用戶(hu)都參與到量子計(ji)算的(de)(de)生態中，才能實現終極目標：找到量子計(ji)算的(de)(de)可規模擴展、可高頻使用的(de)(de)場景(jing)。
當前，玻色量子通過為期一年的量子計算實用化的商業實踐，發現了量子計算在組合優化和人工智能兩大場景上發揮了巨大的計算優勢。同時，玻色量子已聯合生態合作伙伴在算力調度、分子對接、虛擬電廠、量子圖聚類算法、量子深度學習訓練等行業場景實現了一系列(lie)重要成果突破。
算法支柱：量子AI算法
清華大學車輛與運載學院教授李升波
在“量子計算+人工智能”領域，清華大學車輛與運載學院李升波教授發表了以“多層神經網絡的光量子機訓練”為主題的精彩演講。該課題組最近提出了多層神經網絡的伊辛訓練算法，這是國際上首個用于相干伊辛機（CIM）的深度學習訓練算法，代表了神經網絡量子訓練領域的重要突破。CIM的計算原理是量子并行，“天工量子大腦550W”可在毫秒之內解決大規模二進制優化問題，為AI時代的模型訓練提供了另一種可能路徑。這也是在量子AI時代突破實用化量子計算發展的第三大支柱。
合作伙伴精彩演講
深圳華大生命科學研究院科學計算平臺負責人黃俊翰
在生命科學領域，深圳華大生命科學研究院科學計算平臺負責人黃俊翰發表了精彩演講。黃(huang)俊(jun)翰提到，通(tong)過玻色量(liang)(liang)子新一代相干光量(liang)(liang)子計算機“天工量(liang)(liang)子大(da)腦550W”，能加速復雜生物信息(xi)問題(ti)的求解，為(wei)生命科學研究開辟(pi)了新的可能性。
華夏銀行信息科技部副總經理、龍盈智達（北京）科技有限公司首席數據科學家王彥博
在金融領域，華夏銀行信息科技部副總經理、龍盈智達（北京）科技有限公司首席數據科學家王彥博發表了精彩演講。王彥博提到，通過玻色量子自研“天工量子大腦550W”，在99個底層資產標的選擇10個構建投資組合的優化問題求解中，能夠以超越經典計算窮舉法上億倍的速度、超越經典計算模擬退火優化算法上千倍的速度實現有效求解；更進一步，在全部2^99策略空間尋優問題上，可實現超越經典計算模擬退火優化算法上萬倍速度的成功求解。
平安銀行量子金融專家崔孝林發表了精彩演講。崔孝林提到，玻色量子是平安銀行最重要的戰略合作伙伴之一，平安銀行將自研的量子算法在玻色量子計算機真機上進行了多次驗證，并取得了令人滿意的結果。平安銀行目前已將玻色量子計算機的真機服務應用于真實業務優化，未來將繼續與玻色量子一同探索更多金融場景應用。
廣電五舟科技股份有限公司董事/研究院院長王鵬
在智算領域，廣電五舟科技股份有限公司董事/研究院院長王鵬發表了精彩演講。王鵬提到，未來，廣電五舟將聯合玻色量子共同探索多元算力融合，加速“量超融合”的高質量發展。
中國電科電科院、移動云、玻色量子三方達成合作
簽約現場
中國電科集團首席專家/量子科技長三角產業創新中心技術總監蔡愛華、中國移動首席專家/云能力中心首席科學家錢嶺、玻色量子創始人&CEO文凱博士進行了現場簽約達成了合作。
三方將共同打造一批具有影響力的量子計算實用化示范項目，加速推進量子計算與圖像識別、組合優化、人工智能、量子(zi)模擬等新質(zhi)生產力(li)真實場景的(de)融合，全方(fang)位、深層次推(tui)動量子(zi)計算(suan)(suan)在千行百業的(de)實用化示范(fan)，促進算(suan)(suan)力(li)經濟蓬勃發展。此外，三方(fang)還將共同探索多元算(suan)(suan)力(li)融合，加速“量超融合”的(de)高質(zhi)量、高能效新型(xing)算(suan)(suan)力(li)中(zhong)心建設，推(tui)動算(suan)(suan)力(li)供給基建化，將量子(zi)算(suan)(suan)力(li)真正服務于社(she)會經濟中(zhong)的(de)各(ge)(ge)行各(ge)(ge)業，為其數字(zi)化轉型(xing)提供強有(you)力(li)支撐。
此次發布會(hui)的成功召開，不僅代表了(le)(le)新質生產力中(zhong)的量(liang)子(zi)計算與經(jing)典(dian)計算的深度融合，還彰顯(xian)了(le)(le)玻(bo)色量(liang)子(zi)具有的創新實力和(he)行業領(ling)先(xian)地位(wei)，也(ye)標志著我國實用化量(liang)子(zi)科(ke)技事(shi)業邁入了(le)(le)新的發展階段。
未來(lai)，玻色量(liang)子(zi)(zi)將基(ji)于(yu)“天工量(liang)子(zi)(zi)大腦550W”“開物(wu)SDK”“量(liang)子(zi)(zi)算法”這(zhe)三大支柱，三位(wei)一體，深(shen)入加強“產學研用(yong)”等生態合(he)作，持(chi)續(xu)致力(li)于(yu)光量(liang)子(zi)(zi)計算技(ji)(ji)術的(de)研發和(he)實用(yong)化推廣，聯(lian)合(he)生態合(he)作伙伴(ban)們共同打造具有國(guo)際競(jing)爭力(li)的(de)量(liang)子(zi)(zi)計算產業(ye)鏈和(he)生態圈(quan)，不斷為我國(guo)成(cheng)為量(liang)子(zi)(zi)科技(ji)(ji)強國(guo)貢獻力(li)量(liang)。
