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，北京玻(bo)色(se)量(liang)子科技有(you)限(xian)公司是在朝(chao)陽區積極(ji)進行(xing)未(wei)來產(chan)業(ye)前(qian)瞻布局過程中涌現出(chu)來的(de)優秀創業(ye)團(tuan)隊(dui)代表。在三年多的(de)時間里，從零開始(shi)，打造了高(gao)水平的(de)團(tuan)隊(dui)和實(shi)驗室，持(chi)續專注于實(shi)用化光量(liang)子計算(suan)平臺的(de)研(yan)發和產(chan)業(ye)落(luo)地，堅持(chi)與大(da)學院校、科研(yan)院所、應(ying)用企業(ye)合作研(yan)發，積極(ji)探索在AI、金融、通(tong)訊(xun)、生物醫藥、交(jiao)通(tong)等領(ling)(ling)域的(de)應(ying)用落(luo)地，現已(yi)成(cheng)為了朝(chao)陽區乃至(zhi)北京市量(liang)子信息領(ling)(ling)域的(de)代表性企業(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。
文凱博士帶大(da)(da)家回顧了LeNet-5，AlexNet，Transformer和(he)GPT為(wei)(wei)代(dai)(dai)表(biao)的(de)(de)等AI深(shen)度學習和(he)大(da)(da)模型的(de)(de)發(fa)展歷史。這一系列顛(dian)覆(fu)性創新和(he)改(gai)變世界的(de)(de)工作，源自于三大(da)(da)關鍵支(zhi)柱：以GPU為(wei)(wei)代(dai)(dai)表(biao)的(de)(de)算(suan)力(li)、以并行計算(suan)架構為(wei)(wei)代(dai)(dai)表(biao)的(de)(de)開發(fa)套件、以深(shen)度神經網(wang)絡為(wei)(wei)代(dai)(dai)表(biao)的(de)(de)AI算(suan)法。
而量(liang)子計算作為(wei)新質生(sheng)產(chan)力(li)中未(wei)來產(chan)業的核心，具有突(tu)破傳(chuan)統計算極(ji)限、引領未(wei)來科(ke)技(ji)發展的巨大潛力(li)。
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(guang)量子(zi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)具有(you)的(de)強(qiang)大的(de)計(ji)(ji)算(suan)(suan)能力和精(jing)準(zhun)的(de)操作性能，使得相(xiang)干光(guang)量子(zi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)機在解(jie)決復雜問題、優(you)化算(suan)(suan)法和AI神經網(wang)絡結(jie)構優(you)化等方(fang)面(mian)展現出(chu)無與倫比的(de)優(you)勢。
2023年，我們發布了。一年(nian)來，客戶們反(fan)饋(kui)，還需要更多的量子比特，更強的算(suan)力來支撐更多實用(yong)的應用(yong)開發。
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(zi)比特。
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。
在算力優勢上，“天工量子大(da)腦550W”可以(yi)解決最(zui)高超過550個變量的數學問題(ti)，耦合鏈接規模達到(dao)150975個，是“天工量(liang)子大腦100”的28倍。隨著問(wen)題規模(mo)的(de)增加(jia)，實際計算(suan)復雜度(du)也(ye)呈現指數級增加(jia)，“天工量子大(da)腦550W”在國內首次實現550節點全連(lian)接可編(bian)程的Max-Cut問題相干光量子(zi)計算(suan)求解，能在數(shu)個毫秒級時(shi)間內(nei)在(zai)龐大的解空間中(zhong)進行并行搜(sou)索，求出優化解，實(shi)現了比經典計算在(zai)實(shi)際應(ying)用(yong)問題上的數萬倍加速！達到最優解99%的求解概率為99%！
玻色量子將為客戶提(ti)供不同的版(ban)(ban)本——探索(suo)版(ban)(ban)和企業版(ban)(ban)，以(yi)滿足不同客戶的應(ying)用需(xu)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(mian)管(guan)理量(liang)子(zi)系(xi)(xi)統(tong)底(di)層硬件的映射，另一方面(mian)對接(jie)真實世(shi)界的場(chang)景和數據(ju)問題，目的是讓真實場(chang)景中的問題可以有效的轉化為底(di)層量(liang)子(zi)系(xi)(xi)統(tong)上的硬件關系(xi)(xi)，幫助用戶運行計算。
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(tian)工量(liang)子大腦550W”與“開物SDK”的(de)結合(he)，可(ke)以(yi)實現自動(dong)(dong)降階、自適(shi)應(ying)約束、自動(dong)(dong)拆(chai)解(jie)，即高效(xiao)助力用戶將高次模型簡化(hua)為(wei)QUBO模型，使得計算更高效(xiao)；保證精度平衡，使速度與準確兩者兼得；自動(dong)(dong)分解(jie)大規模問題為(wei)小(xiao)規模問題的(de)集合(he)，以(yi)實現在(zai)量(liang)子計算的(de)NISQ時代就能夠實用于較大規模計算任(ren)務求(qiu)解(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)力(li)中(zhong)心的(de)(de)用(yong)(yong)戶問(wen)題為例，統一的(de)(de)軟件平臺(tai)會先將(jiang)任(ren)(ren)務(wu)分解成CPU適(shi)應、GPU適(shi)應、QC適(shi)應的(de)(de)子任(ren)(ren)務(wu)，不同的(de)(de)計(ji)算(suan)子任(ren)(ren)務(wu)將(jiang)通過(guo)不同的(de)(de)算(suan)力(li)接口傳遞給底層硬(ying)件，甚至(zhi)在(zai)一個計(ji)算(suan)任(ren)(ren)務(wu)中(zhong)，量(liang)子計(ji)算(suan)機要與(yu)經(jing)典(dian)計(ji)算(suan)機之(zhi)間頻繁聯動(dong)，實現融合加(jia)速。而最終(zhong)的(de)(de)計(ji)算(suan)結(jie)果(guo)又會通過(guo)統一的(de)(de)軟件平臺(tai)做聯合處(chu)理，向用(yong)(yong)戶輸出最終(zhong)的(de)(de)計(ji)算(suan)結(jie)果(guo)。這將(jiang)是未來大行其道(dao)的(de)(de)計(ji)算(suan)模式，即“無感計(ji)算(suan)”，而從業務(wu)本身出發(fa)，不需要關注底層的(de)(de)硬(ying)件是什么。
對于今天(tian)的(de)量子(zi)計算(suan)生態，最關鍵(jian)的(de)一步(bu)是(shi)找到合適的(de)應(ying)用(yong)場(chang)景，這也是(shi)玻色量子(zi)不斷拓展(zhan)生態的(de)主要(yao)目標(biao)。因此(ci)，我們(men)構(gou)建了一個(ge)“場(chang)景漏斗(dou)”。通過開(kai)物SDK可以(yi)大大降低開(kai)發(fa)者門檻，無論是(shi)高校、企業(ye)、個(ge)人開(kai)發(fa)者或其他(ta)(ta)用(yong)戶，不需要(yao)去學習量子(zi)物理的(de)原理，即可在(zai)純數學層(ceng)面理解(jie)量子(zi)算(suan)力的(de)使用(yong)方法和能力，開(kai)發(fa)適配他(ta)(ta)們(men)所在(zai)領(ling)域的(de)量子(zi)算(suan)法，并且(qie)在(zai)量子(zi)計算(suan)機真機上完成數據驗證。
當千行百業的(de)用(yong)戶都(dou)參與(yu)到量(liang)(liang)子計算的(de)生態中，才能(neng)實現(xian)終極目標：找到量(liang)(liang)子計算的(de)可(ke)規模擴(kuo)展、可(ke)高頻使用(yong)的(de)場景。
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重要成果突(tu)破(po)。
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。黃俊翰提到，通過玻色量(liang)子新(xin)一代相干光(guang)量(liang)子計(ji)算機(ji)“天(tian)工量(liang)子大(da)腦550W”，能加(jia)速復雜生(sheng)物信息問題的(de)求解，為生(sheng)命科(ke)學研究開(kai)辟了新(xin)的(de)可(ke)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(liang)子(zi)模擬等新質(zhi)生產力(li)(li)(li)真實場景的融合，全方位、深層次(ci)推動(dong)量(liang)子(zi)計算(suan)在千行百業的實用(yong)化示范，促進(jin)算(suan)力(li)(li)(li)經濟蓬勃(bo)發展。此外，三方還將(jiang)共同探索多(duo)元算(suan)力(li)(li)(li)融合，加速“量(liang)超融合”的高質(zhi)量(liang)、高能(neng)效新型算(suan)力(li)(li)(li)中心建設，推動(dong)算(suan)力(li)(li)(li)供(gong)給基(ji)建化，將(jiang)量(liang)子(zi)算(suan)力(li)(li)(li)真正服務于社會(hui)經濟中的各(ge)(ge)行各(ge)(ge)業，為其數字(zi)化轉型提(ti)供(gong)強(qiang)有力(li)(li)(li)支撐。
此次(ci)發(fa)布會的成(cheng)功召開，不僅(jin)代(dai)表了(le)新(xin)(xin)質(zhi)生產力(li)(li)中的量子計算與經典計算的深度融合，還彰顯了(le)玻色量子具有的創新(xin)(xin)實力(li)(li)和行業領先地位(wei)，也標志著我國實用化量子科技事業邁入了(le)新(xin)(xin)的發(fa)展階段(duan)。
未(wei)來(lai)，玻色量子將(jiang)基于“天(tian)工量子大腦550W”“開物SDK”“量子算法”這(zhe)三大支(zhi)柱，三位一體，深入加強“產學研(yan)用(yong)”等生態(tai)合作，持(chi)續(xu)致力于光量子計(ji)算技術的(de)研(yan)發和實用(yong)化推廣，聯合生態(tai)合作伙伴們共(gong)同打造具(ju)有國(guo)際競爭(zheng)力的(de)量子計(ji)算產業鏈和生態(tai)圈，不(bu)斷為我國(guo)成(cheng)為量子科(ke)技強國(guo)貢獻力量。
