《流浪地球2》这些量子计算元素并非科幻

四年前，电影《流浪地球》横空出世，打开了国产科幻电影的大门。四年后，《流浪地球2》强势上映，将国产科幻电影提升到了前所未有的高度。让观众朋友们大饱眼福的背后，是中国电影工业发展的进步。在今年的《流浪地球2》中，有一种贯穿全剧的“黑科技”——“量子计算机550W”，备受观众瞩目。

01并非科幻！量子计算机已现实存在影片中量子计算机可实现全球复杂计算资源融合与调度，以满足数万座发动机协同运作，在极少有人工参与的情况下，建成了3座卫星发动机和近7000座行星发动机，并支持“数字生命计划”所需的超强算力。而这些并非完全科幻，量子计算机已经在现实中存在。

作为中国第一家量子计算公司，本源量子已研发出多台中国量子计算机，并已交付用户使用。2020年本源量子上线首台国产超导量子计算机“本源悟源1号”，搭载超导6比特量子处理器夸父 KF C6-130和本源量子测控一体机。本源悟源2号”，沿用了本源悟源1号的设计架构。目前，本源量子已成功交付一台24比特超导量子计算机，并持续攻关更高位数量子计算机。“本源悟源”1号和2号已于2020年开始，陆续通过本源量子云平台面向全球用户提供量子计算服务。值得期待的是，今年本源量子即将发布新型量子计算机。

02融合计算资源！量子计算拥有超强算力

影片中出现的550A到550W，都属于量子计算机系列范畴，可实现全球复杂计算资源融合与调度。当前，现实中的量子计算机正处在“专用机”阶段。将量子专用机与电子超级计算机相结合，采用量子—经典混合算法，可以大大提升运算速度，起到量子赋能的效果。这也正是相当长一段时间内，量子计算机走向实用的主流做法。

在本源，量子计算机已经形成超强算力，并通过量子计算云平台全球共享。

日前，本源量子发布国内首个量子计算机和超级计算机协同计算系统解决方案（简称“量超协同”）。该方案可以双向发挥量子计算机和超级计算机的优势。就谷歌团队2019年用54位量子处理器在200秒内完成世界上最强大的超级计算机需要1万年时间才能完成的特定计算而言，如果采用超级计算机，功率是在兆瓦级别的，而该量子处理器功率只有25千瓦，采用量子计算能耗上也将大大减少。该“量超协同”计算系统解决方案同时包含了量子计算机和经典的CPU/GPU计算部分，通过“本源司南”量子计算机操作系统资源调度，让量子计算与经典计算合作来完成计算任务，可以充分发挥量子计算和超算的优势。

图：“量超协同”量子机器学习框架

03广阔前景！量子计算机已有实际应用量子计算机是具有重要战略价值的国之重器，被称为是“信息时代原子弹”。美国将原子弹计划命名为“曼哈顿计划”，已将量子计算机研发计划命名为“微型曼哈顿计划”。量子计算受到美国、英国、澳大利亚等世界多国的高度重视，其潜在应用场景包括金融工程、新能源、气象预测、生命科学等。美国兰德公司发布的《在生命科学中使用量子计算机和模拟器》研究报告，分析了量子计算在生命科学领域的潜在应用场景。报告指出量子计算在优化新药研发过程、研究遗传学、基因组学等有着更多的可能。

在中国，本源量子率先推进量子计算应用落地。2020年与瀚海博兴联合攻关利用量子算力探索病毒检测方案，共同开发出系列特异性识别病毒的胶体金试剂盒等产品，该系列试剂盒已取得欧盟CE认证，并进入中国商务部出口白名单。

金融领域，本源量子与中国建设银行股份有限公司旗下从事金融科技行业的全资子公司建信金融科技有限责任公司签署战略合作协议，建立了国内首个量子金融应用实验室，在2021年联合发布国内首批量子金融算法——量子期权定价应用与量子VaR值计算应用，模拟速度和准确率均超越国际同类产品。2022年，本源量子与中国移动通信有限公司研究院首次签署合作协议，为中国移动通信研究院有偿提供基于量子计算机真机验证的相关量子通信算法，为5G及6G面临的算力瓶颈探索量子算法解决方案。

2022年中央经济工作会首次明确提出要加强量子计算等前沿技术研发和应用推广。量子计算技术是量子科技的一种。量子科技在面向“十四五”乃至更长远的未来，有望成为中国在全球科技产业中“换道超车”、掌握产业链话语权的重要核心技术，具有深远的战略意义。量子计算机的飞跃发展，将成就人类的计算速度，未来，它或将在更多领域发挥作用。