作為獨(dú)角獸的挖掘者、創(chuàng)新的探路者，創(chuàng)業(yè)邦連續(xù)十六年頒發(fā)《創(chuàng)業(yè)邦100未來(lái)獨(dú)角獸榜單》，致力于發(fā)掘出一批未來(lái)1-3年有望成為獨(dú)角獸的未來(lái)獨(dú)角獸企業(yè)。

作者丨黎曉梅

編輯丨劉恒濤

封面圖源丨Midjourney

近日，量旋科技宣布完成數(shù)億元B系列輪融資，投資方包括建信股權(quán)、梁溪科技城發(fā)展基金等政府基金，以及星空投資、華強(qiáng)資本、九頌基金等多家機(jī)構(gòu)。

量旋科技創(chuàng)始人兼CEO項(xiàng)金根表示，本輪資金主要用于研發(fā)設(shè)備采購(gòu)、研發(fā)團(tuán)隊(duì)擴(kuò)充，以及聚焦量子芯片工藝提升、整機(jī)集成等關(guān)鍵研發(fā)環(huán)節(jié)，提升硬件性能。

量旋科技2018年成立，是一家致力于量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)化和普惠化的一站式解決方案服務(wù)商，產(chǎn)品包括教育級(jí)核磁量子計(jì)算機(jī)、產(chǎn)業(yè)級(jí)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算云平臺(tái)和應(yīng)用軟件等。

量旋科技已實(shí)現(xiàn)了三個(gè)“第一”：推出全球第一臺(tái)可編程桌面型量子計(jì)算機(jī)；成為中國(guó)第一家向海外出口超導(dǎo)量子芯片的公司；成功交付中國(guó)第一臺(tái)出口海外的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)整機(jī)。

“量子計(jì)算正在指數(shù)級(jí)加速迭代，未來(lái)3-5年將迎來(lái)產(chǎn)業(yè)化拐點(diǎn)?！表?xiàng)金根認(rèn)為，現(xiàn)在處于量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)化前夕。量旋科技將繼續(xù)圍繞技術(shù)迭代與商業(yè)場(chǎng)景拓展著力，在更多生態(tài)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)合作與落地，同時(shí)加速全球化布局。

01“三清博士”投身量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)

近年來(lái)，人工智能、大數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域?qū)λ懔Φ男枨蠹ぴ?，而傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)隨著摩爾定律走向黃昏，已難以滿(mǎn)足高算力需求。以藥物研發(fā)為例，在藥物研發(fā)過(guò)程中，要先進(jìn)行藥物分子篩選。但利用經(jīng)典計(jì)算機(jī)模擬分子實(shí)驗(yàn)的效率很低?！耙粋€(gè)創(chuàng)新藥要上市，大概需要嘗試1萬(wàn)種分子式，要花費(fèi)3年左右時(shí)間?！表?xiàng)金根說(shuō)道。

而量子計(jì)算可實(shí)現(xiàn)計(jì)算的指數(shù)級(jí)加速，讓加密、金融、制藥、物流、能源等關(guān)鍵行業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

量子計(jì)算是一種基于量子力學(xué)原理的新型計(jì)算模式，與傳統(tǒng)的二進(jìn)制計(jì)算有著本質(zhì)差異。和我們?nèi)粘Ｓ玫慕?jīng)典計(jì)算機(jī)比起來(lái)，量子計(jì)算機(jī)擁有更強(qiáng)大的信息處理、計(jì)算能力，能解決經(jīng)典計(jì)算機(jī)耗時(shí)極長(zhǎng)、甚至無(wú)法解決的問(wèn)題。

超導(dǎo)量子芯片制造設(shè)備

2024年底，谷歌發(fā)布量子芯片Willow，宣稱(chēng)Willow芯片能在5分鐘內(nèi)完成了當(dāng)今最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)需要102?年才能完成的計(jì)算，這一時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)宇宙的年齡。

量子計(jì)算強(qiáng)大的算力，也可能破解現(xiàn)行的非對(duì)稱(chēng)加密體系。從國(guó)家安全考慮，美國(guó)、中國(guó)、歐洲等國(guó)家地區(qū)，均加大政策與資金投入，以搶占量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)化先機(jī)。2016年起，我國(guó)發(fā)布了多項(xiàng)涉及量子技術(shù)的相關(guān)政策，《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》將量子計(jì)算機(jī)列入科技創(chuàng)新2030重大項(xiàng)目。

根據(jù)iCV TA&K的一項(xiàng)研究數(shù)據(jù)，2023年全球量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)規(guī)模為47億美元，到2035年，全球量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過(guò)8000億美元。

項(xiàng)金根是浙江金華人，本碩博畢業(yè)于清華大學(xué)，在哈佛大學(xué)任博士后和副研究員。在哈佛待了6年后，項(xiàng)金根到加拿大一家軟件企業(yè)工作過(guò)幾年。

在清華求學(xué)期間，項(xiàng)金根結(jié)識(shí)了現(xiàn)在的妻子曾蓓教授，后者成為量旋科技的首席科學(xué)家。

曾蓓在清華大學(xué)讀本碩，畢業(yè)后赴美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT)讀博，師從量子計(jì)算先驅(qū)Isaac Chuang。后來(lái)，曾蓓進(jìn)入加拿大滑鐵盧大學(xué)量子計(jì)算研究所，從事博士后研究。2019年，她加入香港科技大學(xué)任教。作為全球頂級(jí)量子糾錯(cuò)與容錯(cuò)計(jì)算專(zhuān)家，2021年曾蓓入選美國(guó)物理學(xué)會(huì)會(huì)士，成為當(dāng)年唯一華人入選者。

項(xiàng)金根與曾蓓在加拿大度過(guò)了一段時(shí)間的平靜生活，轉(zhuǎn)折點(diǎn)發(fā)生在2016年。那一年，IBM研發(fā)了全球首個(gè)商用量子計(jì)算平臺(tái)，通過(guò)云服務(wù)向公眾開(kāi)放其5量子比特（qubit）超導(dǎo)量子處理器。

在正式發(fā)布的前兩個(gè)月，項(xiàng)金根和曾蓓曾經(jīng)參觀IBM的研發(fā)成果。這是項(xiàng)金根第一次親眼見(jiàn)到穩(wěn)定運(yùn)行的超導(dǎo)芯片量子計(jì)算機(jī)。在此之前，量子計(jì)算機(jī)只能算實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)玩具。項(xiàng)金根受到了很大的震撼，他認(rèn)為，量子計(jì)算從實(shí)驗(yàn)室走向公眾的時(shí)機(jī)到來(lái)了。

2018年，在籌備兩年后，項(xiàng)金根和曾蓓回國(guó)，在深圳成立了量旋科技。

02自研超導(dǎo)量子芯片，實(shí)現(xiàn)三個(gè)“第一”

項(xiàng)金根的目標(biāo)，是量子計(jì)算的產(chǎn)業(yè)化，因此，他們選了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈齊全且便于吸引海內(nèi)外人才的深圳。在技術(shù)路線(xiàn)上，量旋科技確定了“核磁”和“超導(dǎo)”兩條技術(shù)路線(xiàn)。

一般來(lái)說(shuō)，核磁路線(xiàn)計(jì)算能力較差，天花板低。但勝在穩(wěn)定性高，研發(fā)制造的難度較小，能在教育、科研這類(lèi)低算力場(chǎng)景快速落地。當(dāng)時(shí)，為培養(yǎng)量子計(jì)算人才，全球越來(lái)越多國(guó)家開(kāi)展了量子科技相關(guān)的課程教育。

量旋科技經(jīng)過(guò)一年攻關(guān)，在2020年發(fā)布了全球首臺(tái)桌面型核磁量子計(jì)算機(jī)“雙子座”。 “雙子座”可用于量子算法教學(xué)和基礎(chǔ)研究，幫助學(xué)生和科研人員實(shí)踐操作。作為實(shí)驗(yàn)器材與教學(xué)用具，“雙子座”迅速在大學(xué)、中學(xué)、科研館等機(jī)構(gòu)落地。

量旋科技教育級(jí)核磁量子計(jì)算機(jī)系列產(chǎn)品

要在工業(yè)級(jí)計(jì)算場(chǎng)景落地，核磁量子計(jì)算機(jī)顯然是有局限性的。。

“要突破量子計(jì)算機(jī)高算力瓶頸，就需要更多量子比特，這就需要做超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)?！表?xiàng)金根說(shuō)道。量子比特是量子計(jì)算的基本信息單位，理想狀態(tài)下，每增加一個(gè)量子比特，計(jì)算機(jī)的處理能力就會(huì)呈指數(shù)級(jí)提升。量旋科技核磁量子計(jì)算機(jī)只有3量子比特，而前文提到的谷歌Willow擁有105個(gè)量子比特。

2020年，在發(fā)布桌面型核磁量子計(jì)算機(jī)后，量旋科技完成了數(shù)千萬(wàn)元的A輪融資，開(kāi)始研究超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。

在超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)中，超導(dǎo)量子芯片至關(guān)重要。一個(gè)量子芯片集成的量子比特?cái)?shù)越多、量子比特的質(zhì)量越高，其運(yùn)算能力就越強(qiáng)。

超導(dǎo)量子芯片核心結(jié)構(gòu)是人工原子，而非傳統(tǒng)的晶體管，電路設(shè)計(jì)比傳統(tǒng)芯片更復(fù)雜，要考慮量子比特之間的耦合、控制、讀取等問(wèn)題。目前，我國(guó)設(shè)計(jì)量子芯片最大的難點(diǎn)在于，做量子芯片的時(shí)間太短，缺乏工程知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的長(zhǎng)期積累。在整個(gè)量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)鏈分工遠(yuǎn)沒(méi)有經(jīng)典計(jì)算機(jī)那般成熟。同時(shí)，美國(guó)早在2017年將量子密碼相關(guān)技術(shù)納入出口管制清單，降低了從海外進(jìn)口的可能性。

量旋科技只能借各高校、實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)，這導(dǎo)致研發(fā)周期很長(zhǎng)，并且產(chǎn)品性能不一致。因此，量旋科技決定建設(shè)超導(dǎo)量子芯片加工實(shí)驗(yàn)室。

量旋科技量子芯片實(shí)驗(yàn)室

2022年，經(jīng)過(guò)一年半的建設(shè)后，量旋科技完成了超導(dǎo)量子芯片加工實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。專(zhuān)用的芯片加工實(shí)驗(yàn)室，保障了芯片工藝的一致性和穩(wěn)定性，極大提升了芯片的迭代速度。之前利用第三方實(shí)驗(yàn)室，完成一代芯片要兩個(gè)月，實(shí)驗(yàn)室建成之后只需5-7天。

借助該實(shí)驗(yàn)室，2023年4月，量旋科技對(duì)外發(fā)布了超導(dǎo)量子芯片——“量旋少微”，這也是全球?yàn)閿?shù)不多標(biāo)準(zhǔn)化、量產(chǎn)型的超導(dǎo)量子芯片產(chǎn)品。

“量旋少微”的退相干時(shí)間T1，達(dá)到了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的10-100微秒，能夠執(zhí)行數(shù)十納秒量級(jí)的單雙比特門(mén)操作，并且能夠?qū)崿F(xiàn)99.9%以上的單比特門(mén)保真度和98%以上的雙比特門(mén)保真度。在行業(yè)中，這意味著計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性更高，每1000次操作平均只有1次失誤，糾錯(cuò)技術(shù)也更成熟。

量子芯片加工（工程師檢查制備好的芯片）

同年11月，量旋科技成功向一家中東科研機(jī)構(gòu)成功交付了自主研發(fā)生產(chǎn)的超導(dǎo)量子芯片，成為首家成功向海外交付超導(dǎo)量子芯片的中國(guó)公司。2024年，量旋科技成功交付中國(guó)第一臺(tái)出口海外的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)整機(jī)。

03營(yíng)收翻倍，量子計(jì)算邁入產(chǎn)業(yè)化前夕

量旋科技對(duì)外銷(xiāo)售量子芯片、測(cè)控系統(tǒng)、以及量子計(jì)算整機(jī)，能夠提供從模塊單元到一體化的完整解決方案。針對(duì)量子教學(xué)的桌面型核磁量子計(jì)算機(jī)，售價(jià)在幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)不等。

目前，量旋科技產(chǎn)品及服務(wù)已覆蓋全球五大洲40余國(guó)家和地區(qū)，服務(wù)了超過(guò)200所高校、企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)。包括滑鐵盧大學(xué)、西澳大利亞大學(xué)、東京大學(xué)、奧斯陸城市大學(xué)、清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、北京理工大學(xué)等國(guó)內(nèi)外高校。

項(xiàng)金根預(yù)計(jì)，今年量旋科技將實(shí)現(xiàn)數(shù)千萬(wàn)元營(yíng)收，有望較去年實(shí)現(xiàn)翻倍增長(zhǎng)。

現(xiàn)階段，量旋科技的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)為20量子比特，項(xiàng)金根透露，公司正在推進(jìn)百比特級(jí)芯片設(shè)計(jì)和加工 ，有望年底推出相關(guān)產(chǎn)品。

在項(xiàng)金根看來(lái)，量子計(jì)算機(jī)還面臨性能不足的問(wèn)題。盡管行業(yè)已經(jīng)推出了數(shù)十至數(shù)百量子比特的產(chǎn)品，但很容易受到溫度、磁場(chǎng)、輻射等環(huán)境干擾，錯(cuò)誤率高，仍無(wú)法投入產(chǎn)業(yè)級(jí)應(yīng)用。此外，量子計(jì)算機(jī)的價(jià)格昂貴。建造一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)的成本大約在1億至3億美元之間，而谷歌開(kāi)發(fā)和維護(hù)70量子比特的量子系統(tǒng)，需要耗資數(shù)億美元。

業(yè)內(nèi)不少人士認(rèn)為，1萬(wàn)量子比特將成為量子計(jì)算機(jī)走向?qū)嵱没睦锍瘫?。?dāng)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)時(shí)，量子計(jì)算機(jī)能穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)功能，降低錯(cuò)誤率，碾壓經(jīng)典計(jì)算機(jī)的算力上限。IBM、富士通等企業(yè)，已經(jīng)開(kāi)始了1萬(wàn)量子比特量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)。

項(xiàng)金根表示，當(dāng)量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)性能全方面突破，性?xún)r(jià)比超過(guò)經(jīng)典計(jì)算機(jī)時(shí)，將迎來(lái)產(chǎn)業(yè)化拐點(diǎn)，預(yù)計(jì)還需要3-5年。

量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)化落地，是一場(chǎng)關(guān)于工程、規(guī)模和耐力的長(zhǎng)跑。哨聲響起，量旋科技還有很長(zhǎng)的路要走。

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