圖為工作人員在量子芯片生產(chǎn)線檢查儀器。代群 攝
圖為本源量子芯片總監(jiān)賈志龍博士正在中國(guó)首條量子芯片生產(chǎn)線上工作。代群 攝
編者按
新質(zhì)生產(chǎn)力特點(diǎn)是創(chuàng)新，關(guān)鍵在質(zhì)優(yōu)，本質(zhì)是先進(jìn)生產(chǎn)力。當(dāng)前，各地積極探索發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，塑造發(fā)展新動(dòng)能、新優(yōu)勢(shì)，正匯聚起創(chuàng)新發(fā)展的熱潮。
如今，以量子科技、生命科學(xué)等為代表的顛覆性技術(shù)和前沿技術(shù)正在催生新產(chǎn)業(yè)、新模式、新動(dòng)能；不少地區(qū)在超前謀劃、布局未來(lái)產(chǎn)業(yè)，朝著成為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要陣地這一方向邁進(jìn)；同時(shí)，綠色發(fā)展是高質(zhì)量發(fā)展的底色，多地綠色低碳轉(zhuǎn)型勢(shì)頭正強(qiáng)；另一方面，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向中高端邁進(jìn)，跑出新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換“加速度”；新質(zhì)生產(chǎn)力呼喚新型生產(chǎn)關(guān)系，多地在探索如何打通束縛新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的堵點(diǎn)卡點(diǎn)，以求形成與之相適應(yīng)的新型生產(chǎn)關(guān)系……從今天起，本版推出系列報(bào)道“發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，如何向‘新’而行”，探尋加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，多地多企業(yè)正在哪些方面求“新”求“變”。敬請(qǐng)讀者垂注。
清晨，曙光初現(xiàn)，位于安徽省合肥市的中安創(chuàng)谷科技園區(qū)深處的本源量子計(jì)算機(jī)組裝與測(cè)試實(shí)驗(yàn)室已是一片忙碌。這里是孕育新質(zhì)生產(chǎn)力的前沿陣地，也是中國(guó)第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”研制團(tuán)隊(duì)默默耕耘的地方。
量子技術(shù)作為新質(zhì)生產(chǎn)力中未來(lái)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，在今年的政府工作報(bào)告中被兩次提及。據(jù)了解，合肥高新區(qū)目前集聚量子產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)60多家。最新發(fā)布的《全球未來(lái)產(chǎn)業(yè)指數(shù)報(bào)告》顯示，合肥在量子信息領(lǐng)域排名全球第2位、全國(guó)首位。
這是一個(gè)面向未來(lái)的產(chǎn)業(yè)新賽道，也是一條從“0”到“1”的艱難探索之路。在量子技術(shù)應(yīng)用走進(jìn)尋常百姓生活之前，總有一些人要在一片“無(wú)人區(qū)”里啃“硬骨頭”。
與時(shí)間賽跑
3月18日，記者見(jiàn)到“本源悟空”時(shí)，它文靜地待在組裝測(cè)試線上，運(yùn)行時(shí)的低鳴聲如同一個(gè)熟睡嬰兒的均勻鼻息。
我國(guó)第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”是目前我國(guó)最先進(jìn)的可編程、可交付超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)，今年1月6日上線后向全球用戶限時(shí)免費(fèi)開(kāi)放，接收全球量子計(jì)算任務(wù)。
“本源悟空”由本源量子計(jì)算科技（合肥）股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“本源量子”）自主研發(fā)并制造。本源量子是中國(guó)第一家量子計(jì)算公司，發(fā)源于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)。本源量子已向中國(guó)用戶交付使用了第一代、第二代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)，并建成運(yùn)行我國(guó)首條量子芯片生產(chǎn)線。
在“本源悟空”的“娘家”——本源量子計(jì)算機(jī)組裝測(cè)試實(shí)驗(yàn)室里，5臺(tái)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)一字排開(kāi)，“本源悟空”是其中規(guī)模最大的一臺(tái)。
實(shí)驗(yàn)室里，研發(fā)人員或站在計(jì)算機(jī)前，緊盯著屏幕上的數(shù)據(jù)變化，或圍在量子計(jì)算機(jī)制冷設(shè)備前，激烈地探討著稀釋制冷機(jī)里低溫線纜的排布。
“我們正在攻關(guān)上線第二臺(tái)‘本源悟空’。”“本源悟空”硬件研制團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、安徽省量子計(jì)算工程研究中心副主任孔偉成博士對(duì)記者說(shuō)，“在搭載72比特超導(dǎo)量子芯片后，這一排超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)都會(huì)是‘本源悟空’?！?/p>
而在5臺(tái)量子計(jì)算機(jī)的對(duì)面，隔著玻璃的潔凈室里，我國(guó)第一條量子芯片生產(chǎn)線正運(yùn)行生產(chǎn)超導(dǎo)量子芯片。
“本源悟空”搭載的72位自主超導(dǎo)量子芯片“悟空芯”就是在這條生產(chǎn)線上誕生的?！拔蚩招尽辈捎昧?2個(gè)計(jì)算量子比特的設(shè)計(jì)方案，還包含126個(gè)耦合器量子比特，共有198個(gè)量子比特。
“本源悟空”芯片研制團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、量子芯片安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任賈志龍博士告訴記者，當(dāng)時(shí)團(tuán)隊(duì)在定比特?cái)?shù)目時(shí)，想到了72比特，因?yàn)?2比特會(huì)讓人聯(lián)想到“72變”，這個(gè)含義與量子芯片的功能也是非常貼切的，于是就從“孫悟空七十二變”演變成了今天的“悟空芯”，而搭載“悟空芯”的量子計(jì)算機(jī)就被稱為“本源悟空”。
“悟空芯”對(duì)環(huán)境要求很高，正常工作溫度在20mK左右，接近“絕對(duì)零度”（-273.15℃）。賈志龍表示，將“悟空芯”從團(tuán)隊(duì)自研的量子芯片“冰箱”內(nèi)取出，再安裝到真空環(huán)境，工作人員要在規(guī)定時(shí)間2~3小時(shí)內(nèi)完成幾百根線的連接，整個(gè)操作過(guò)程不但要保證質(zhì)量可靠性，還要與時(shí)間“賽跑”。
賽道越走越寬
在“本源悟空”研制過(guò)程中，除了量子芯片、系列量子芯片生產(chǎn)工業(yè)母機(jī)設(shè)備，稀釋制冷機(jī)、高密度微波互聯(lián)模組等一臺(tái)臺(tái)關(guān)鍵部件也在陸續(xù)誕生……
維持“悟空芯”這類量子計(jì)算芯片環(huán)境溫度的主要設(shè)備是稀釋制冷機(jī)，針對(duì)稀釋制冷機(jī)自身性能要求很高，如供電、專用接地、冷卻水、磁環(huán)境、振動(dòng)等任何一項(xiàng)做不到位，都會(huì)直接影響到量子計(jì)算芯片性質(zhì)。
孔偉成介紹，制冷機(jī)內(nèi)部空間是有限的，僅72位的“悟空芯”就需要接幾百根線和幾百個(gè)不同的低溫器件，此外還有結(jié)構(gòu)件等都要集成在稀釋制冷機(jī)內(nèi)部，不僅要考慮器件、線纜布局，還要保障每根線纜連接的可靠性、集成后的熱傳導(dǎo)等。為此，團(tuán)隊(duì)攻關(guān)開(kāi)發(fā)了高密度微波互連模組。
“本源悟空”搭載的硬件、芯片、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等四個(gè)方面均自主可控，其國(guó)產(chǎn)化率已超過(guò)80%，其余部件已自研備用。業(yè)內(nèi)專家稱“本源悟空”是我國(guó)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)化的重要一步，標(biāo)志著我國(guó)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)自主產(chǎn)業(yè)鏈基本成形。
在“本源悟空”量子計(jì)算機(jī)線上運(yùn)行團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、安徽省量子計(jì)算工程研究中心副主任趙雪嬌看來(lái)，量子計(jì)算技術(shù)作為新一輪科技革命的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，正逐步轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新引擎。這條制造鏈，一頭連著科技創(chuàng)新，一頭連著新質(zhì)生產(chǎn)力。
“以量子計(jì)算技術(shù)為代表的量子科技，在‘十四五’規(guī)劃期間乃至更遠(yuǎn)的未來(lái)，有望成為中國(guó)在全球科技產(chǎn)業(yè)中開(kāi)疆拓土、引領(lǐng)新賽道的關(guān)鍵核心技術(shù)，并將催生出一批新質(zhì)生產(chǎn)力形態(tài)?！壁w雪嬌向記者表示，未來(lái)十年將是量子計(jì)算技術(shù)取得重大突破、商用化程度大幅提升、產(chǎn)業(yè)合作格局不斷深化的關(guān)鍵時(shí)期。
據(jù)了解，截至3月18日，全球遠(yuǎn)程訪問(wèn)“本源悟空”已突破380萬(wàn)次，已完成16.6萬(wàn)條量子計(jì)算任務(wù)，且正在不斷增長(zhǎng)。
創(chuàng)新占據(jù)“C位”
也有人十分好奇，在把量子科技應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)的過(guò)程中，新質(zhì)生產(chǎn)力里的產(chǎn)業(yè)工人到底是一種什么樣的工作狀態(tài)？對(duì)此，記者在位于合肥高新區(qū)的國(guó)盾量子找到了部分答案。
2009年，在國(guó)家鼓勵(lì)科技成果轉(zhuǎn)化的號(hào)召下，國(guó)盾量子成立，成為率先從事量子科技產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)之一。2017年，世界首條千公里級(jí)量子保密通信“京滬干線”開(kāi)通，并和“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星成功對(duì)接，其中，國(guó)盾量子發(fā)揮了重要作用，其產(chǎn)品也由此逐漸走向世界前列。
已經(jīng)成長(zhǎng)為公司資深技術(shù)專家的李東東回憶其多年前參加前期地面驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的經(jīng)歷時(shí)唏噓不已，“當(dāng)時(shí)我們是在青海湖邊一個(gè)山上埡口的地方，真的是‘無(wú)人區(qū)’，住在一個(gè)放置在懸崖邊的集裝箱里，日落而作，日出而息，連狼都能不時(shí)看見(jiàn)”。
國(guó)盾量子用戶服務(wù)部團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人谷風(fēng)波告訴記者，他日常工作一項(xiàng)重要內(nèi)容是，把客戶的新功能需求先“翻譯”然后傳遞給公司的研發(fā)部門(mén)，同時(shí)還要把量子技術(shù)應(yīng)用最新成果介紹給客戶?！坝捎诹孔蛹夹g(shù)對(duì)很多人來(lái)說(shuō)都是個(gè)新鮮事物，很多時(shí)候客戶的需求較為模糊，我們必須經(jīng)過(guò)多輪溝通才能磨合出一個(gè)初步應(yīng)用方案?！?/p>
對(duì)于技術(shù)開(kāi)發(fā)部門(mén)的工作人員來(lái)說(shuō)，創(chuàng)新更是家常便飯?！耙?yàn)槲覀兛倳?huì)面對(duì)全新的客戶，面對(duì)客戶的一些全新要求，一成不變的東西在我們這里比較少?！惫蕊L(fēng)波說(shuō)。
為此，公司里經(jīng)常會(huì)有各種“頭腦風(fēng)暴”的會(huì)議。沒(méi)有任何等級(jí)、客套、顧忌的約束，誰(shuí)有好的想法，誰(shuí)就可以“夸夸其談”。司空見(jiàn)慣的場(chǎng)景是，一個(gè)初入職場(chǎng)的“菜鳥(niǎo)”坐在“C位”大談特談其構(gòu)思與想法，而部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)則坐在房間的一隅認(rèn)真地側(cè)耳傾聽(tīng)。
該公司副總裁、副總工程師唐世彪十分清楚量子產(chǎn)業(yè)大道的不易。“在國(guó)盾量子成立之初，量子這條賽道還鮮有人參與，我們也是走一步看一步，在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中，面臨一系列技術(shù)問(wèn)題和挑戰(zhàn)?！碧剖辣胝f(shuō)，正因?yàn)槿绱?，勤奮學(xué)習(xí)、自由創(chuàng)新的氛圍尤其重要。
