12月3日消息（余予）隨著近幾年量子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，量子計算被認為是未來具有顛覆性影響的新型計算模式之一。近期，光量子計算機“九章”和超導量子計算機“祖沖之二號”使得中國成為唯一在兩條技術(shù)路線上實現(xiàn)“量子計算優(yōu)越性”的國家。盡管如此，但距離其走向通用還需要時間。
提高公眾使用量子計算機的便捷性則是走向通用的必經(jīng)之路，這其中就包括設(shè)計各類量子計算指令集以控制量子計算機。目前國際上量子領(lǐng)域有很多指令集，各自定義不同，標準不一。
12月2日，中國科學院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院量子計算云平臺（以下簡稱量子創(chuàng)新研究院云平臺）公開發(fā)布了用于量子計算物理系統(tǒng)遠程調(diào)控的指令集(Quantum Control Instruction Set)，這意味著云平臺將支持用戶遠程調(diào)用其開放接口，在真實量子計算原型機上進行“云端”量子編程實驗。
據(jù)了解，全球各大量子云平臺，如IBM等廣泛使用的是QASM(Quantum Assembly Language指令集，其主要針對量子門的抽象表達。而此次量子計算云平臺發(fā)布的QCIS指令集則針對超導量子計算機硬件系統(tǒng)控制，旨在將硬件控制用指令進行抽象標準化。
其次，除包含QASM指令集的功能外，QCIS還側(cè)重物理系統(tǒng)的標定、校準以及量子操控的實現(xiàn)，更符合超導量子計算硬件系統(tǒng)當前發(fā)展階段的特點和要解決的實際問題。
QCIS與QASM的區(qū)別在于，前者面向的是原始的物理系統(tǒng)而后者是對量子門的抽象表達。QCIS和物理系統(tǒng)有比較緊密的的耦合，原則上QCIS和量子處理、控制系統(tǒng)是綁定的。如果物理系統(tǒng)發(fā)生大的變化，比如qubit從Transmon Qubit換成Flux Qubit或Phase Qubit, 耦合器從Gmon換成腔耦合等，QCIS也要有全新的版本才能適配。
QCIS指令集大幅地提升了用戶在量子計算云平臺實驗室中對12比特超導量子計算原型機的操控能力。通俗地說，用戶只要有量子計算云平臺的賬戶和實驗積分，就可以通過QCIS指令集在本地用編程語言調(diào)用量子計算云平臺開放的接口，進行遠程提交實驗，開始真正的云端量子編程。
同時，不管是QCIS指令集還是“祖沖之二號”的編譯語言，此前都是科研人員內(nèi)部使用，本次為首次對外開放。QCIS指令集優(yōu)化了軟件方面對量子計算實體機操控的技術(shù)性能，提升線路操作在物理機上的精度。作為第一個面向超導量子物理系統(tǒng)的編譯指令集，QCIS突破了現(xiàn)有超導量子計算原型機的操控精度，實現(xiàn)中國量子計算技術(shù)自主可控，保障了中國在該技術(shù)領(lǐng)域的先進性和核心競爭力。
除此之外，量子創(chuàng)新研究院云平臺是目前國內(nèi)接入量子比特數(shù)目最多的真實量子計算原型機的云平臺。今年2月，量子創(chuàng)新研究院、濟南量子技術(shù)研究院、量子科技龍頭企業(yè)國盾量子等聯(lián)合將量子計算云平臺接入的超導量子計算原型機升級至12比特；4月，量子計算云平臺完成架構(gòu)更新，獲得了產(chǎn)學研領(lǐng)域用戶的廣泛好評。
未來，云平臺將更新更多編譯語言，同時進一步豐富QCIS指令功能，實現(xiàn)對硬件更為復雜的操作。在硬件方面，國盾量子將為量子計算云平臺接入更大規(guī)模的超導量子計算原型機提供支持。
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