7月21日,量子計算公司“量旋科技”今天宣布已完成B系列輪次數億元融資,投資方包括建信股權、梁溪科技城發展基金等政府基金,以及星空投資、華強資本、九頌基金等多家機構。
量旋科技創始人兼CEO項金根對筆者表示,公司的主要融資來自政府基金與產業資本等多元化機構支持。本輪融資的資金用于擴大超導量子計算機技術研發和生產,擴充科研團隊等方面。
項金根指出,公司產品及服務已覆蓋全球五大洲40余國家和地區超過200所高校、企業與科研機構。未來,量旋科技將繼續聚焦技術迭代與商業場景拓展,同時加速業務全球化布局,推動更多生態領域的合作與落地。
量旋科技創始人兼CEO項金根(左一)
據悉,量子科技是通過對微觀量子系統及其量子態進行觀測及精準操控,利用量子糾纏、量子疊加等物理現象賦能信息產業。當前研究主要聚焦在量子計算、量子通信和量子精密測量三大領域。
據麥肯錫統計,2025年,全球量子計算營收規模超過10億美元;到2035年,量子計算的市場規模可能達到280億美元至720億美元,量子通信的市場規模可能達到110億美元至150億美元,整個量子科技(QT)產業總規模將接近1000億美元;到2040年,量子科技市場規模將達到1980億美元。
其中,量子計算是以量子比特為基本單元,通過量子態的受控演化實現數據的存儲計算,具有經典計算無法比擬的巨大信息攜帶和超強并行處理能力,以實現計算機算力指數級增長。與傳統計算相比,量子計算能夠帶來更強的并行計算能力和更低的能耗,同時量子計算的運算能力根據量子比特數量指數級增長,有望顛覆經典計算架構,在AI算力領域具有較大潛力。
目前,量子計算路線主要包括低溫超導、離子阱、中性原子等方向。
作為超導和核磁量子方向領先的頭部技術企業,量旋科技成立于2018年,是一家致力于量子計算產業化和普惠化的一站式解決方案服務商,依托實用型超導量子計算機、桌面型核磁量子計算機、量子計算云平臺和應用軟件進行產業布局,賦能科研教學、藥物研發、金融科技、人工智能等諸多前沿領域。
量旋科技創始人、CEO項金根博士于1999年在清華大學取得物理學學士學位,2005年于清華大學取得物理學博士學位,2013年于加拿大滑鐵盧大學取得計算機碩士學位。在2005年至2011年期間項金根博士曾在哈佛大學擔任博士后和副研究員。
融資方面,量旋科技成立至今已完成五輪融資,投資方包括明勢資本、深圳高新投資集團、深圳灣天使基金、正軒投資、上海衡盈資本等機構。
技術產品層面,量旋科技致力于技術研發和商業落地“雙輪驅動”,提供教育級核磁量子計算機產品服務、產業級超導量子計算機產品服務,以及量子計算云平臺和軟件產品服務等,并建設覆蓋量子芯片系統、測控系統、低溫系統的全棧式產品體系,實現了從芯片設計到整機制造全鏈條自主可控。
2023年,量旋科技發布純自研、可標準化量產的超導芯片 “少微”,具有高 Qi 值、長比特壽命、高穩定性等特點,同期發布的測控系統實現更便捷可靠的量子比特操控體驗、更高的測控精度、更快速的比特標定和產品交付。產品推出當年即實現首枚中國超導芯片出口中東,并于次年完成中國首臺超導量子計算機整機海外交付。
項金根透露,目前核磁量子和超導量子業務收入比例分別為一半(50%),兩個業務的銷售額差不多,產品主要滿足教育、科研等場景需求。
“我們在超導量子產品系列提供三類模塊:一、整機,大熊座超導量子計算機;二是超導量子芯片少微,從設計、加工、封裝等層面都是自研且一體化打造;三是提供測控系統。而銷售流程和其他公司差不多,提供直銷、經銷商等銷售模式。”項金根稱。
與筆者近90分鐘的對話中,項金根還深聊了關于量子技術發展,全球量子計算競爭等多個關鍵性話題。
項金根表示,對于發展通用量子計算機來說,擴展量子比特(Qubit)、提高量子比特門的保真度兩個指標非常重要,尤其這兩個指標需要同時實現。
他認為,相比離子阱等其他路線,超導量子計算具有比特數目易擴展、量子門保真度高、多比特間耦合可控等優勢,是目前發展最快、產業化程度最高的量子計算技術路線。
具體來說,超導量子計算有以下三點優勢:
- 一、對于量子糾錯計算機來說,超導、離子阱、中性原子這三種路徑都有可能實現,但是,超導量子目前跑得最快;
- 二、整個量子計算行業當中,超導量子計算的參與度最多。只有幾個初創公司或科研團隊來解決一個產業性的問題是不現實的,必須前面有一些大的公司跑在前面,而IBM、谷歌、亞馬遜等國內外大公司都在發力超導量子路線。因此,超導量子計算產業投入的規模要比其他路線增多數倍;
- 三、超導量子計算最大的優勢在于,計算機的核心在于超導量子芯片,而這類量子芯片的制造和傳統半導體芯片制造很像,工藝、設備、人員都可以借鑒傳統計算機芯片產業鏈,復用現有的產業體系,所以超導量子計算路線發展更快一些。
項金根表示,超導量子計算應該是當前最主流的路線,也是有望實現商業性量子計算的技術路線。其中,IBM已經成為全球超導量子計算領域的頭部企業。
他透露,量旋科技正在快速追趕全球量子計算技術發展,2025年,公司將在材料工藝、芯片設計、操控精度、讀取效率、系統集成等核心技術環節實現迭代和突破,同步提升全產業鏈工程能力,推進百比特級芯片設計和加工,第二代量子測控系統產品研發,向中等規模量子處理器(NISQ)和實用化量子計算機邁進。
據悉,預計到2025年底,量旋科技會推出百比特級超導量子計算機產品。
展望未來,項金根認為,如果想實現容錯超導量子計算機,需要兩個時間節點、10年以上的時間:
第一是未來5-6年,即2029年左右,解決量子計算的糾錯問題之后,行業能實現幾千量子比特、0.999高保真度的可編程通用量子計算機,研發投入規模超過數億元;
第二是預計到2035年左右,實現用邏輯量子比特來做計算,行業實現百萬級量子比特的容錯通用量子計算機,投入規模要超過10億元人民幣。
英偉達創始人兼CEO黃仁勛曾提到,邏輯量子比特的數量將像摩爾定律一樣,5年增加10倍,10年增加100倍。但項金根表示,這個預測還是保守了一些,按照“量子摩爾定律”,量子體積每年至少翻一番,那么10年會增長數1000倍。即便是邏輯量子比特,10年后也會達到千級邏輯量子比特。
項金根表示,對于量旋科技來說,短期內超導量子計算機做不到完全的實用化,主要用于科研探索,但未來會持續投入大量資金,推動超導通用量子計算機實現商業落地,有望顛覆經典計算架構,成為解決AI算力瓶頸的顛覆性力量,或成為發展新質生產力的重要抓手。
“未來,公司將重點聚焦三方面工作:在技術上,持續推進超導量子計算機、桌面型量子計算硬件及量子計算云平臺等軟件的升級,提升算力水平;在應用場景上,深入金融、生物醫藥、人工智能等行業,推動量子計算技術與實際需求的結合;在全球化布局上,系統拓展國際市場,促進技術交流與合作。”量旋科技表示。
項金根強調,“從資金量上來說,引進社會資本融資,數億元投入量子計算機研發;二是研發過程中,需要把一些技術落地成產品對外銷售,形成自己的銷售收入和現金流,可以保證持續研發超導量子計算機。對于初創公司來說,我們還是立足自己,把自己的技術基礎打好、團隊建設做好,形成更高效的研發氛圍,我們還是希望能夠做好自己的事情。”
以下是項金根博士對話整理(有刪減):
問:目前行業出現的專用量子計算機、通用量子計算機有何區別?如何看待擴展量子比特規模和實用性量子計算之間的關系?
項金根:無論是實用型量子計算機,還是增加量子比特形成通用量子計算機,這兩個方向不沖突。
即使不是基于門電路模型的專用量子計算機,在有些場景可以使用,但它只能完成某個計算任務。
而我們做的超導、核磁,以及離子阱、中性原子這些路線,整體技術是叫基于門電路模型的可編程量子計算機,這類量子計算機可以做實用型量子計算,而且適配性、性能會更好。
事實上,基于門電路模型的可編程量子計算機的硬件達到一定水準后,它可以通過算法和軟件的編寫,就是算法軟件功能,實現不同場景的應用。比如,我的硬件產品都是一樣的,但是我利用不同的APP就可以實現不同的計算功能,就像我們的電腦一樣,這類量子計算機正在邁向實用性階段,當然現在它這個階段還沒有到來,但它并不是說量子計算機在現有的規模條件下還不能實現或者解決實際應用場景的問題,現在其實很多的計算任務在原理上是可以實現。
但是,為什么還沒到實用型的階段?因為實用型量子計算機階段的定義比較嚴格。
它是指,一個工業應用場景下在量子計算機上進行計算,它的性價比要比在超級計算機上計算的性價比更高,才能叫做實用型量子計算機。所以,它對標或挑戰的是我們現在傳統的超級計算機,擁有比較高的算力標準。
而算力是由基礎的量子比特、并具有高保真度的量子比特來支撐的。
再回到原來的問題,量子比特是非常重要的。特別是對于這種門電路模型的可編程的量子計算機來說,量子比特的提升,意味著比特數量越高,算力肯定就會越強,達到一個標準以后,我們才能往實用型量子計算機階段發展。
但是,只有量子比特也是不夠的,除了量子比特本身的數量以外,它的保真度也是很重要的。如果沒有一定的保真度的話,整個計算過程就會有很多的錯誤。所以對于量子計算機來說,現在最重要的其實就是擴展量子比特,并且提高量子比特的保真度。數量、質量都要達到。
問:為什么量旋科技選擇自研超導量子芯片“少微”,而非從其他科研機構中采購?量子芯片如何迭代?
項金根:我們是在做“少微”的迭代,我們有自己的加工中心制造量子芯片。未來量子芯片迭代有兩個路徑目標:一是我們要做更多的量子比特,現在做的就是百比特級量子芯片;第二個目標是我們在單雙比特門的保真度上有一定規劃,每年需要提高多少,這個是我們內部正在迭代的技術。
回答第二個問題,為什么量旋科技選擇自研并且自己制造超導量子芯片?主要有以下三個原因:
一、從技術的角度來講,量子芯片是整個量子計算機最核心的產品,性能直接決定或者它基本上就決定了整個量子計算機的性能,所以這是一個很關鍵的部件。
二、至少稍微大一些的量子計算機公司,現在都會自己制造量子芯片。而對于我們來說,雖然量子計算芯片用到的工藝,和我們現在傳統半導體芯片制造工藝有些類似,都會用到像光刻、鍍膜、刻蝕等工藝,但它用到的材料以及里面的芯片結構和創新能力,與傳統半導體有很大差異,整個工藝流程、工藝材料、工藝參數都有區別。所以,目前國內沒有一個像傳統半導體那樣的晶圓代工廠,來加工量子芯片,所以我們要自己去加工和制造量子芯片。
三、采買或直接通過科研機構的公共平臺加工量子芯片,問題在于量子芯片整個工藝流程很長,一塊量子芯片可能需要大幾十道工序,一般公共平臺的實驗室沒有這種完備的設備,可以一次性加工完所有芯片的。即使能夠一次性加工出來芯片,設備的使用也是需要提前預約,并且有可能幾道工序之間都無法預約上。所以,在公共平臺上加工芯片,整個周期流程會很長,比如大概需要兩個月的時間才能完成一款芯片的制造。
但是在我們自己的實驗室里可以加快流程,大概只需要5天就能從設計開始到把整個芯片制造出來,從而加速我們的芯片迭代。
問:最近英偉達CEO黃仁勛等人頻繁提到“量子糾錯”問題,那么,量子糾錯的實用化路徑與時間表有哪些?
項金根:首先,我先解釋一下什么叫量子糾錯。
量子糾錯這個詞,跟糾錯是相對應的。在傳統計算機或傳統通訊當中經常會碰到“糾錯”。比如,CPU、GPU計算的時候會出錯,之后就需要用一個糾錯的算法把它“糾”回來。如今,很多糾錯的算法都固化在硬件里面,所以都是在計算機里面糾錯;另外,通訊數據傳輸過程中也會出錯,它會帶有一些冗余的信息,那些信息能夠幫助我們把數據錯誤糾回來,用冗余的信息/比特來做糾錯,使得數據錯誤能夠被糾正回來。
在經典計算機里,最小的單元就是比特,而量子計算就是量子比特。不同的算法,糾錯方式不太一樣,一般來說有“糾錯碼”,就是糾錯的算法里面含有一個糾回來的編碼。經典計算機、通訊傳輸中,糾錯碼也在廣泛應用。
那么在量子計算機里面,也會出錯,而且出錯的概率比經典計算機還高。所以,如果量子計算機進行大規模計算,比如發展到幾萬個量子比特的時候,其實是需要有類似“量子糾錯”這樣一種技術,使得我們的量子比特的錯誤率下降,而背后需要量子的糾錯碼、量子的糾錯算法,使得我們的量子計算機量子比特錯誤降低,這就是“量子糾錯”。
需要說明的是,量子計算的糾錯碼復雜性,會比經典計算機的糾錯碼高很多個量級。因為實現真正量子糾錯的意思是,量子比特錯誤率為0,所以,目前我們還沒有實現真正的“量子糾錯”。
但是,去年谷歌發布的實驗論文已經證明,量子糾錯在實驗上也是可行的,當然前提條件是量子糾錯的理論是可行的。
我們在量子糾錯方面研究了很多年,大家也發明出了很多理論的糾錯碼,也證明了很多種糾錯碼,都是可以實現量子糾錯以及達到容錯量。去年底,谷歌在量子糾錯層面達到了一個里程碑階段,就是隨著冗余的量子比特越來越多,被糾錯的量子比特的保真度越來越好,錯誤率越來越低,并且這個錯誤率的降低曲線和趨勢,與理論是相吻合的。
根據目前整個量子糾錯的狀況,要實現真正的量子糾錯的可編程量子計算機,可能至少還需要5-6年時間,IBM認為2029年就可以實現。
容錯量子計算機則更加復雜。
糾錯的本質在于,量子比特放在那里可能自己就會出錯,因為它會受環境的影響而出錯。但容錯在于,在門電路之間,需要讓一個被糾錯的量子比特,和另外一個被糾錯的量子比特之間連接操作,即需要兩個邏輯量子比特之間互相有電路操作,復雜度就要高很多。至少需要未來10年時間。
問:最近有行業人士提到,量子技術產業化發展存在梗阻,其中之一是不切實際的宣傳,稱部分企業出于商業利益或生存需求,過度宣傳尚未成熟的技術,比如企業的量子計算云平臺被宣稱具備特殊能力,實際上與傳統計算機能力相差不大。那么,在您看來,量子計算云領域如何健康發展?
項金根:目前來看,量子計算云平臺肯定還沒那么大的作用。然而,它可以讓那些想用量子計算機,但又買不起量子計算機的人用上這一技術,這個作用是可以實現的。
但是,用量子計算云去解決實際產業級問題,我覺得現在都還達不到,所以從宣傳角度來講,我們還只能說有無的問題,不能把它宣傳成可以實現產業化應用的作用。
如果再展開一點說,全球量子云這個賽道當中,IBM的技術水準、儲備、云平臺的穩定性、量子計算機硬件的穩定性都是全球最好的。從技術儲備上來看,IBM還是比谷歌好一些。
問:英偉達為什么會去做量子計算?
項金根:我覺得有以下四點。
第一,英偉達是做AI算力芯片的,所以英偉達涉足量子,就是開拓另外一個算力體系架構,或者算力芯片,你可以把量子計算作用也看作是量子QPU(量子處理器),所以這其實是自然而然的事情。
第二,英偉達其實就是靠算力起家,特別是現在AI對算力需求增多,而英偉達至少在算力領域最有發言權,所以英偉達投整個量子計算或者進軍量子計算的話,對行業有帶動性。
第三,目前我們沒有看到英偉達進軍量子計算的路徑,但它肯定會離不開AI和量子計算的結合,比如AI可以輔助量子計算的制造和研發等。
第四,英偉達內部有一個量子計算團隊,當然這個組比較小,主要是做量子模擬器,即用GPU模擬量子計算機。
問:國內阿里、百度等大廠之前都投入大量資金探索量子計算業務,但后來都停了,如今很多大公司都投向了AI大模型和算力基礎設施層面。那么,大公司都斷了量子計算業務,為什么您要堅持瞄準通用量子計算機研發?AI對于量子計算是否有促進作用?
項金根:AI對于量子計算肯定是有一個比較大的促進作用。
隨著量子比特數量越來越多,整個量子計算機的控制和復雜度也會越來越高,AI可以做很多控制、驅動或脈沖優化,用AI來輔助量子計算。
去年12月谷歌做的量子糾錯實驗,就是通過AI學習和生成一些脈沖的優化算法及處理最終結果。未來,隨著比特數量越來越多,復雜度還會增加,需要用AI來輔助,因為人力總是有上限的。
同時,未來量子計算機的算力達到一定水準后,可以反哺AI需要的算力,也就是量子計算機可以給AI提供很多算力。
那么,對于我們公司來說,有兩大優勢——團隊建設、研發技術產品可以實現銷售,這對于整個公司來說是一個良性循環。
技術層面看,我們對標不是國內公司,而是IBM、IQM Quantum Computers等海外公司,當然相對來講,我們還處在追趕階段,但我們還是希望通過中國人的努力,把技術差距縮短。
我們未來最終目標是非常明確的,就是要利用超導路線實現自主可控的容錯的通用量子計算機。所以這也是我們在超導上投入很多資金的原因。
(本文首發于鈦媒體App,作者|林志佳,編輯|蓋虹達)
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