近日，国内首台模块化离子阱量子计算工程机发布，标志着我国原子型量子计算机迈出了从关键技术突破、实验室研发、原理样机研制到产品工程化的关键一步，填补了我国在该领域的空白。
量子计算工程机是指将各分立系统通过总体设计和集成开发，完成量子计算机的系统模块化、操作便捷化，实现量子计算机走出物理实验室，并能由量子程序开发人员独立完成操控的量子计算设备。此次发布的国内首台模块化离子阱量子计算工程机名为1.0（中文简称“天算1号”），由启科量子公司研发，综合工程化能力达到国际水平，已通过国内量子信息、原子物理、光电子学等领域知名专家的权威评审。
天算1号工程机外观
据悉，启科量子在前期已经推出了自主研发的ARTIQ架构量子测控系统、低温离子阱模块化封装产品、离子阱低温真空系统等系列产品，这一系列工程化产品为整机工程化打下了良好的基础。
天算1号由离子阱系统、光学系统、工作环境系统和测控系统四大系统组成，通过模块-系统-整机设计的方法完成量子计算整机，实现离子阱量子计算机硬件工程化、操作界面智能化。其中，离子阱系统提供离子源并实现对离子囚禁，光学系统实现对离子冷却以及量子态操控，工作环境系统主要是提供超高真空环境以减少背景气体分子对离子的碰撞，测控系统通过指令时序调节电压、激光等参数以实现计算的主要步骤。
量子计算是信息时代的算力“核武器”，是关键基础性前沿技术，也是各国战略竞争的焦点之一。启科量子相关负责人表示“目前我国量子计算研发已跻身国际第一阵营，并推出了一系列令人瞩目的成果，但我国量子计算的工程化成果极其有限，研发自主可控的量子计算工程机刻不容缓。”
科研人员现场调试
启科量子核心技术团队在量子计算领域拥有近20年的研究与实践经验，并聚拢了行业优秀人才，此次工程机的研发人员来自中科院、北京大学、中山大学等权威研发机构和高校，以及来自多个知名企业的资深工程专家，打造了一支具有“光学+机械+电子+测控+量子物理”技术的全能团队，保障了关键核心技术的自主研发，如离子阱系统中的刀片阱和原子发生装置、超低温真空系统等。值得一提的是，天算1号采用的Yb（镱）171离子天然量子比特，是我国特有的重稀土金属，对离子阱量子计算机全产业链的自主可控意义重大。
纵观全球范围内的量子计算企业，有的专注于硬件研发，如欧洲量子计算机硬件企业IQM Finland Oy（IQM）;有的专注于软件开发，如以色列量子计算软件开发商Classiq Technologies；也有的公司开发包括软件和硬件在内的全栈量子计算产品，启科量子就是这样一家公司。启科量子自2020年启动了分布式离子阱量子计算机的研发，并不断完善量子编程语言、量子云、量子算法库、量子应用等各系统研发。启科量子已经建立了离子阱量子计算机模型，也是国内首个将量子计算与PKS信创体系融合的量子公司，目前在量子金融应用方面已取得不错的成果。
据透露，启科量子将在天算1号的基础上，着力发展以“离子-光子“纠缠为基础的分布式技术，实现数百逻辑比特的分布式运算，打造我国自主高性能离子阱量子计算机。
