来自滑铁卢大学理学院及量子计算研究所(IQC)的研究人员表示,将以协作优先于竞争的方式推动量子计算机研发与量子信息领域进步。相关工作通过非营利组织开放量子设计(Open Quantum Design,OQD)展开,该组织称其拥有全球首个开源全栈量子计算机。
OQD于2024年共同创立,发起人包括物理与天文学系及IQC教员Crystal Senko博士、Rajibul Islam博士、Roger Melko博士,以及首席执行官Greg Dick(理学士,1993年毕业)。团队称,该平台旨在改变量子研究成果的共享方式,为下一代量子科学家提供更开放的参与渠道,并为新兴量子初创企业的出现创造条件。
Senko表示,OQD提供一个共享平台,允许不同团队贡献其愿意公开的内容;作为非营利组织,平台可以在缺少商业压力的情况下,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、用于运行电子与计算层的系统,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,使其作为量子比特(qubit)存储与处理信息,同时实现对相互作用的精确控制。Senko称,离子阱量子计算社区长期存在设计与知识共享传统,OQD在此基础上进一步扩展。
据介绍,OQD目前拥有30多名软件贡献者,并与数十个实验室建立合作,参与者包括滑铁卢大学本科生、合作教育员工,以及研究生和博士后研究人员。该项目建立在IQC过去八年的计算硬件开发成果之上,Senko与Islam构建的离子阱量子计算机已纳入OQD的开源技术栈。

在合作机制方面,OQD不直接面向个人用户招募,而是吸纳组织合作伙伴。该组织已与滑铁卢大学、Haiqu、Unitary基金会以及量子硬件公司Xanadu签署合作协议。OQD表示,合作伙伴可全面访问其技术栈,并参与平台的指导活动。
研究团队同时指出,尽管量子力学已有百年历史,量子计算仍处于早期阶段。IQC研究人员正在构建并运行多种量子计算方案的实验,包括基于离子阱的量子计算机、吊灯式超导量子比特计算机、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、核子和量子点磁性来存储与处理信息的自旋基设备。Senko表示,研究不同计算路径十分重要,一种平台的经验常能启发另一种,而要全面理解量子计算机潜力,对各类技术持续投入同样关键。
除技术推进外,OQD还将其定位为培养量子产业人才、推动量子信息科学与技术其他方向发展的工具。团队称,通过开放对真实硬件的访问,平台可帮助软件开发者与理论研究者测试算法,从而缓解阻碍进展的瓶颈。Senko表示,真实硬件的可用性对量子算法开发与测试至关重要,OQD希望通过更广泛的参与,让社区在共享基础上更快构建,而非从零开始。
OQD表示,随着量子计算机与量子信息科学发展,该平台试图在学术实验室与初创企业之外提供另一种路径,以开放协作与开放访问为核心,加速领域整体推进。Senko称,这一运作模式不同于其他量子计算实验室和初创企业,旨在反映团队对技术发展方式的期待,并帮助更广泛的社区更快前进。
