滑铁卢大学理学院与量子计算研究所(IQC)的研究人员表示,为推动量子计算机研发与量子信息领域进展,他们选择以协作方式推进相关技术,并通过非营利组织“开放量子设计”(Open Quantum Design,OQD)对外开放其量子计算机技术栈。
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。该组织称,其目标之一是改变量子研究成果的共享方式,为更多量子科学家提供参与入口,并在此基础上支持新的量子初创企业发展。
Senko在介绍该项目时表示,OQD希望提供一个共享平台,让参与团队在自愿基础上贡献可公开的内容;作为非营利组织,OQD可以在不受商业压力影响的情况下,对外透明展示真实进展。
据介绍,OQD的开源技术栈覆盖硬件、支撑其电子与计算层运行的系统,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对其进行操控,使其作为量子比特(qubit)存储与处理信息,同时对相互作用进行精确控制。Senko称,离子阱量子计算社区长期存在分享设计与知识的传统,OQD在此基础上进一步扩大开放范围。
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。该项目建立在IQC八年的计算硬件开发经验之上;Senko与Islam此前在IQC构建的离子阱量子计算机,现已纳入OQD的开源技术栈。

在合作机制方面,OQD表示其不直接招募个人用户,而是吸纳组织合作伙伴。目前,OQD已与滑铁卢大学、Haiqu、Unitary基金会以及量子硬件公司Xanadu签署协议。合作伙伴可获得对技术栈的全面访问,并参与OQD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路径的实验,包括基于离子阱的OQD项目、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、原子核和量子点磁性特性来存储与处理信息的自旋量子设备。Senko表示,研究不同计算平台具有重要意义,不同平台之间的经验往往能够相互启发。
除技术研发外,OQD还将开放硬件访问作为重点之一,以支持软件开发者与理论研究人员测试算法,缓解研发过程中因缺乏真实硬件而产生的瓶颈。Senko称,开放真实硬件访问有助于扩大参与范围,使社区能够在共享基础上更快推进,而非从零开始重复建设。
OQD表示,随着量子计算机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,提供一种以开放访问与协作推进为核心的路径,以促进领域整体进展。
