“天目1號”超導(dǎo)量子芯片應(yīng)用成果發(fā)布

近日，浙江大學(xué)在浙大杭州國際科創(chuàng)中心重磅發(fā)布了“天目1號”超導(dǎo)量子芯片系列應(yīng)用成果。

依托量子計(jì)算創(chuàng)新工坊自研的“天目1號”超導(dǎo)量子芯片，浙江大學(xué)物理學(xué)院王震、王浩華研究組與清華大學(xué)交叉信息研究院鄧東靈研究組等合作，在超導(dǎo)量子芯片上首次采用全數(shù)字化量子模擬方式展示了一種全新的物質(zhì)——拓?fù)鋾r(shí)間晶體，解開了世界科學(xué)家都高度關(guān)注的科學(xué)問題。該成果已于近日亮相《自然》（Nature）雜志。

什么是時(shí)間晶體？這個(gè)構(gòu)想是2012年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、麻省理工學(xué)院教授Frank Wilczek最早提出的：大家日常熟悉的晶體，比如食鹽、礦石等，構(gòu)成它們的原子在空間排列上是呈一定的周期性變化的；而時(shí)間晶體試圖把“晶體”的特征拓展到時(shí)間維度，它在時(shí)間上也呈現(xiàn)一定的周期性變化。

這次浙江大學(xué)與清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)的聯(lián)合，首次嘗試了“全數(shù)字化量子模擬”的實(shí)驗(yàn)方案，使用超導(dǎo)量子芯片（“天目1號”）上的26量子比特，通過深度高達(dá)240層的量子門線路，實(shí)現(xiàn)了設(shè)想的全新的時(shí)間晶體。

通過全數(shù)字化量子模擬，研究團(tuán)隊(duì)首次成功模擬了一個(gè)26個(gè)“準(zhǔn)粒子”組成的鏈狀拓?fù)鋾r(shí)間晶體，通過調(diào)制系統(tǒng)擾動，實(shí)驗(yàn)成功刻畫該拓?fù)湎嗯c平庸熱化相的邊界。這一研究的成果，不僅表明了超導(dǎo)量子芯片上使用數(shù)字化量子模擬可以制備拓?fù)鋾r(shí)間晶體，更表明了這種方法有望被用于探索更多的物理學(xué)前沿問題。

與此同時(shí)，浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院尹建偉團(tuán)隊(duì)開發(fā)了首個(gè)面向用戶的、支持多量子計(jì)算機(jī)并行調(diào)度的超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺——“太元一號”，該平臺利用可視化的編程環(huán)境，降低量子計(jì)算機(jī)的使用門檻，可遠(yuǎn)程訪問“天目1號”量子芯片，為量子計(jì)算機(jī)在多行業(yè)的廣泛應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

據(jù)介紹，太元量子云平臺擁有三大亮點(diǎn)：一是基于“天目1號”芯片，開發(fā)了面向用戶的、支持多量子計(jì)算機(jī)并行的作業(yè)調(diào)度方案，提升可用量子比特的規(guī)模；二是友好的編程環(huán)境，太元量子云平臺自研了交互式可視化編程框架，向用戶可視化地展示量子電路編譯和量子計(jì)算結(jié)果，操作更加便捷智能，這也是首個(gè)將量子計(jì)算過程可視化的編程框架；三是云平臺開放接口，太元量子云平臺提供上層接口，支持用戶自定義構(gòu)建各類領(lǐng)域的量子算法應(yīng)用，通過遠(yuǎn)程訪問即可使用量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。