C114讯 9月18日消息（九九）目测30平方米的量子实验室，造价约3000万元。离子阱囚禁舱体、光控模块与电控模块等高精尖部件组成的离子阱试验装置，具象化地呈现在这个实验室中。
中国移动量子计算实验室
这就是中国移动最新发布的“无极一号”离子阱试验装置。该装置通过低温真空腔体囚禁二维离子晶格，利用高性能窄线宽激光对离子进行选择与调控，可实现量子态制备、量子态操控与量子态测量等完整的量子计算功能。
“无极一号”离子阱囚禁舱体
量子科技捷报频传，但仍道阻且长
展开剩余84%2025年是量子力学诞生100周年，也是联合国确定的“国际量子科学与技术年”。
近一年来，国内外量子领域频传突破性进展：薛其坤、段路明院士等顶尖科学家领衔的团队，在高温超导材料、量子编码与纠错、量子直接通信等关键领域拿下新成果；英伟达也重磅入局，不仅开源“库达-Q”混合量子经典计算平台，还在前几天投资离子阱初创企业Quantinuum，用实际行动押注下一代量子计算技术革命。量子科技，正从技术突破期稳步迈向加速发展期。
全球量子企业路线图显示，2030年主流技术路线有望实现千级至万级物理量子比特、上百级逻辑量子比特的规模，逻辑错误率将达到10^(-5) ~10^(-6) 水平，可满足特定领域、特定问题上通用量子计算的应用需求。
在9月16日中国移动举办的量子科技前沿创新论坛上，国家最高科学技术奖获得者、南方科技大学校长薛其坤教授表示，量子计算是新一轮科技革命和产业变革最重要的前沿领域之一，是当前全球科技竞争的战略制高点，特别是量子计算机的突破进展，将会对人类产生深远的影响。“通用量子计算机的研制挑战人类最高智慧，具备纠错能力的量子计算机的诞生，将是另一个‘从算盘到计算机’的跨越。”
目前，这一领域正在以惊人的速度发展，中国在量子计算领域的投入也初见成效，目前在全球量子计算专利数量上位居世界前列，形成了从基础研究到应用开发的全链条创新体系。
但他同时指出，量子比特的相干时间非常短，错误率仍然是目前的主要瓶颈。另外，从1962年约瑟夫森效应发现，到超导量子比特晶体管的出现，把这样一个科学发现变成量子计算机的芯片方案，花了近40年的时间，到目前为止仍然没有落地，这充分说明，需要非常漫长的基础科研，才能把一个原理变成真正有可能实现的技术。
“无极一号”离子阱，支持100量子比特精准操控
中国移动量子核心攻关团队
中国移动在量子科技领域设置3支团队，量子计算北京团队、量子计算苏州团队和量子通信北京团队。
量子计算北京团队成员栾春阳介绍，目前，离子阱量子计算与超导量子计算一起，被认为是有望实现真正实用化的量子计算的两种主流方案。
栾春阳等发表在“科普中国”的文章指出，离子阱量子计算系统具有诸多独有的性能优势，被认为是量子计算前沿研究中“得分王”的角色，具体表现在以下三个方面：
较低的错误率：离子被稳定囚禁在超高真空的腔体内，能够有效地隔绝外界环境的干扰，并且能在激光场的驱动下实现特定的量子操控。目前，离子阱量子计算系统分别创下最高保真度的单量子比特门（99.9999%）和最高保真度的双量子比特门（99.94%）的世界纪录；
高度的互联性：得益于囚禁离子间的库伦长程相互作用，同一离子链中的不同离子在激光场的驱动下，能够实现彼此之间全连接的信息交互，从而极大地提升了并行算力；
超长的退相干时间：采用特定的动态解耦方案和协同冷却技术，离子量子比特的量子特性能够有效地与环境解耦，目前已经创下最长的单量子比特相干时间（5500秒）。
中国移动副总经理程建军介绍，中国移动自2019年起超前布局量子科技，牵头承担多项国家重点科研任务，积极开展有组织的科研，在量子计算和量子通信方面形成了系列攻关成果，例如混沌宙元系列量子计算科学装置和量子密钥分发网络实验系统，以及日前发布的“无极一号”离子阱实验装置。
据了解，“无极一号”支持100量子比特的精准操控，在单比特保真度、双比特保真度、初态制备与探测错误率等关键指标上，综合性能达到业界一流水平，展现出我国在量子计算工程化与实用化方面的显著进展。
南北节点联动，“五岳纪元”四算融合调度
在量子计算领域，“无极一号”离子阱装置是中国移动的北京节点，在苏州节点，中国移动量子计算苏州团队打造了“混沌宙元”系列量子计算科学装置。
该装置聚焦软硬件技术突破，重点面向高校和科研机构，首先构建以20比特超导量子计算机、100比特相干光量子计算机、20比特离子阱量子计算机和10比特中性原子量子计算机为基座的量子计算科研环境，后续还将构建融合量子数据网络和经典数据网络，匹配通用量子计算操作系统、量子-经典融合计算系统、量子数据处理与存储、量子网络的完整量子信息科研环境。
此外，中国移动还打造了“五岳纪元”量子计算云平台，并网4种技术路线量子计算机，总规模达1310量子比特，可实现通、智、超、量四算融合调度，成为首个入驻科技部国家超算互联网的量子云平台。
后续，“无极一号”离子阱量子计算装置也将统一接入中国移动“五岳纪元”量子计算云平台。
“量通智”融合，加速量子科技产业化进程
中国移动提出，量子计算、6G网络、人工智能相互融合赋能成为信息技术发展新趋势，带来技术变革新机遇。量子计算赋能6G网络（Q4Net）、人工智能赋能量子计算（AI4Q）是当前探索赋能关系的两大重点。
一方面，以软强硬，突破规模和保真度瓶颈，提升系统整体性能。提升量子计算单机的规模与质量，探索多机互联技术，利用AI技术赋能量子计算的软硬件研发，全面提升硬件性能与软件效率。
另一方面，以用促研，挖掘量子算法潜力，拓展量子计算应用。近期，结合当前量子计算机能力，深挖量子算法在通信网络中的应用。中远期，提出量子神经网络模型和系列基础量子算法，用于解决信息通信中普遍面临的复杂信号处理、大规模优化等难题。
量通智深度融合的九大挑战
中国移动研究院院长黄宇红表示，尽管当前量通智融合展现出广阔前景，但在理论、工程与应用方面依然面临能力边界不明、硬件能力弱、软件生态割裂等九大挑战。基于此，中国移动提出量子计算装置开放、量智融合创新联合体共建、量通智融合应用赋能三大计划，利用央企在创新资源汇聚、应用场景落地等方面的资源禀赋优势，与产业链各环节协同攻关。
对此，中国移动副总经理程建军提出，要与学术界伙伴集智共创，推动量子计算硬核成果“攻出来”；与产业界伙伴聚力共赴，促进量通智算融合能力“用起来”；与教育界伙伴凝心共育，助力高端复合创新人才“育出来”；与投资界伙伴携手共赢，助推量子专精特新和独角兽企业“投出来”。“既要输送资金的活水，也要攻关一些难题，通过资本链-创新链的深度协同，加速量子科技产业化进程。”
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