开放量子设计推出开源全栈量子计算机,滑铁卢大学团队倡导协作研发

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来自加拿大滑铁卢大学理学院及量子计算研究所(IQC)的研究人员表示,正通过推动协作而非竞争的方式,加速量子计算机研发与量子信息领域进展。相关工作由非营利组织“开放量子设计”(Open Quantum Design,OQD)承载,该组织称其拥有全球首个开源全栈量子计算机。

OQD于2024年成立,由滑铁卢大学物理与天文学系及IQC的教员Crystal Senko、Rajibul Islam、Roger Melko与首席执行官Greg Dick(理学学士,1993年毕业)共同创立。团队称,希望改变量子研究成果的共享方式,为新一代量子科学家提供更开放的参与渠道,并为潜在的量子初创企业创造条件。

Senko表示,OQD提供一个共享平台,研究团队可贡献其愿意公开的内容;作为非营利组织,OQD能够在不受商业压力影响的情况下,以更透明的方式展示真实进展。

在技术层面,OQD的开源技术栈覆盖硬件、支撑硬件运行的电子与计算层,以及开源软件。其量子计算机采用离子阱技术,即在真空环境中隔离带电原子(离子),并通过激光与电磁场对其进行操控。OQD介绍称,这种隔离使离子可作为量子比特(qubit),在精确控制的相互作用下实现信息存储与处理。

Senko称,离子阱量子计算社区长期存在共享设计与知识的传统,OQD在此基础上进一步扩展相关理念。

OQD目前拥有30多名软件贡献者,并与数十名实验室合作者协作,参与者包括滑铁卢大学本科生、合作教育学生、研究生及博士后研究人员。该项目建立在IQC过去八年的计算硬件开发基础之上;Senko与Islam在IQC构建的离子阱量子计算机现已纳入OQD的开源技术栈。

在合作模式上,OQD不面向个人用户,而是招募组织合作伙伴。该组织已与滑铁卢大学、Haiqu、Unitary Foundation以及量子硬件公司Xanadu签署协议。OQD表示,合作伙伴可全面访问其技术栈,并参与相关指导活动。

研究人员指出,尽管量子力学已有百年发展历史,量子计算仍处于早期阶段。IQC目前正构建并运行多种量子计算路径的实验,包括基于离子阱的OQD项目、采用超导量子比特的计算机、以光子作为量子比特的光子量子计算机,以及通过操控电子、原子核与量子点磁性特性来存储和处理信息的自旋量子设备。

Senko表示,探索不同计算平台具有重要意义,不同技术路线之间的经验往往能够相互启发;同时,若要全面理解量子计算机的潜力,对各类技术的持续投入同样关键。

除技术推进外,OQD还将开放硬件访问作为促进人才培养与量子信息科学技术其他方向发展的手段。Senko称,真实硬件的访问对量子算法的开发与测试至关重要,OQD通过开放访问邀请更广泛参与,以减少重复“从零开始”的成本,缓解阻碍进展的瓶颈。

OQD表示,随着量子计算与量子信息科学的发展,该组织希望在学术实验室与初创企业之外提供另一种路径,以共享进展与开放访问为优先,推动领域加速演进。Senko称,这一运作模式强调开放与协作,旨在帮助更广泛的社区共同推进技术发展。


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