在量子计算领域,一家上海初创企业正以惊人的速度崭露头角。成立仅约半年时间,太一量生便完成了从实验室建设到量子计算原型机整机集成的跨越。这家由量子计算系统架构专家刘弘斌与科技产业资深人士方正浩共同创立的企业,选择了一条不同于传统的发展路径——从最终计算需求反向定义量子计算系统的设计逻辑。
在近期举办的WeStart创业投资大会上,方正浩展示了企业的技术突破:基于镱(Yb)中性原子技术路线的量子计算原型机已实现整机集成,涵盖自主控制系统、光学系统、真空系统及经典计算集群等核心模块。更引人注目的是,面向量子纠错的实时控制闭环系统已完成开发,标志着我国在量子计算工程化领域迈出关键一步。"我们用六个月时间,将系统设计转化为可运行的物理设备。"方正浩如此形容这一进程。
当前全球量子计算研发正经历范式转变:从单纯追求物理比特数量,转向构建可稳定运行复杂计算任务的系统工程。量子系统对环境噪声和操作误差的高度敏感性,使得错误控制成为实用化进程中的核心挑战。即便单次操作保真度已达较高水平,缺乏有效纠错机制仍会导致错误随计算过程指数级累积。太一量生的技术路线正是针对这一痛点,通过编码、错误检测与实时纠正的协同,构建具备持续运行能力的计算系统。
在系统设计哲学上,该企业提出了"问题导向"的反向设计框架:从待解决的计算问题出发,依次确定所需的纠错码类型、系统架构方案,最终推导出适配的物理体系。这种思维模式突破了传统研发中"物理指标优先"的局限,将计算需求与硬件设计深度耦合。方正浩解释道:"就像建造房屋,不是先追求砖块数量,而是根据居住需求设计空间结构。"
选择镱原子作为核心物理载体,体现了这种设计理念的实践价值。中性原子技术路线本身具有可移动、可重排的特性,通过存储区、计算区、测量区的空间调度,可形成灵活的系统拓扑结构。而镱原子独特的能级结构更带来意外优势:部分计算错误可转化为位置可探测的泄漏错误,使系统能提前获取错误位置信息,显著降低后续纠错解码的复杂度。方正浩用寻人比喻:"知道犯错者的具体位置,排查效率将大幅提升。"
这种系统级创新得益于上海完善的创新生态。企业落地徐汇区后,迅速整合了当地在科研机构、高端制造、光学器件等领域的优势资源。方正浩特别强调,从物理实验到系统工程的跨越,需要解决量子纠错、实时控制、系统架构、软硬件协同等多重工程难题。而当原型机成功运行后,新的挑战随即浮现:如何为这台先进设备找到真正有价值的计算任务?
在方正浩看来,量子计算的发展必须与产业需求形成闭环。一方面,要从未来具有战略价值的计算问题出发,定义当前需要构建的系统能力;另一方面,真实场景中的科学和产业需求又能持续牵引技术迭代。他强调:"量子计算不是为了制造更大的机器,而是要通过计算理解世界、创造世界。"这种理念正推动着中国量子计算领域从技术突破向系统集成和产业应用加速演进。