滑铁卢大学理学院与量子计算研究所(IQC)的研究人员表示,正通过推动协作与开放共享来加速量子计算机研发与量子信息领域进展。为此,团队依托非营利组织“开放量子设计”(Open Quantum Design,OQD)开展工作,并称该组织拥有全球首个开源的全栈量子计算机。
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和Roger Melko与首席执行官Greg Dick(1993年理学学士)共同创立。团队称,该项目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提供支持。
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,OQD能够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、驱动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:在真空环境中隔离带电原子(离子),并通过激光与电磁场进行操控,使离子可作为量子比特(qubit)在受控相互作用下存储与处理信息。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是在此基础上的延伸与扩大。
OQD目前拥有30多名软件贡献者,并与数十个实验室伙伴合作,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。项目也建立在IQC过去八年的计算硬件开发成果之上;Senko与Islam在IQC构建的离子阱量子计算机已纳入OQD的开源技术栈。

在合作模式上,OQD不面向个人用户,而是招募机构合作伙伴。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,并参与相关指导活动。
研究人员同时指出,尽管量子力学已有百年历史,量子计算仍处于早期阶段。IQC正在构建并运行多种量子计算方案的实验,包括离子阱设备、超导量子比特计算机、以光子为量子比特的光子量子计算机,以及利用电子、自旋、核磁与量子点等磁性特性进行信息存储与处理的自旋量子设备。Senko表示,研究多种计算路径十分重要,不同平台的经验往往可以相互启发,而要全面理解量子计算机的潜力,也需要对各平台持续投入。
除技术研发外,OQD还将自身定位为量子人才培养与量子信息科学其他方向发展的支撑平台。Senko称,真实硬件的可获得性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,帮助社区在共享基础上推进工作,从而减少“从零开始”带来的瓶颈。
OQD表示,随着量子计算机与量子信息科学持续推进,该项目希望在学术实验室与初创企业之外提供另一种路径,以开放访问与共享进展为优先,推动领域更快发展。Senko称,这一运营模式与其他量子计算实验室和初创企业不同,强调开放与协作,并希望以此帮助更广泛的社区共同加速前进。
