滑铁卢大学理学院与量子计算研究所(IQC)的研究人员表示,为推动量子计算机发展与量子信息领域进步,他们正通过非营利组织“开放量子设计”(Open Quantum Design,OQD)推动以合作为导向的研发模式。该组织称,其已构建全球首个开源全栈量子计算机。
OQD于2024年共同创立,发起人包括滑铁卢大学物理与天文学系及IQC教员Crystal Senko、Rajibul Islam、Roger Melko,以及首席执行官Greg Dick(理学学士,1993年)。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入口,并为新的量子初创企业形成提供条件。
Senko表示,OQD希望提供一个共享中心,使团队能够贡献其愿意公开的内容;作为非营利组织,OQD可以在不受商业压力影响的情况下,以更透明的方式展示真实进展。
在技术路径上,OQD的开源技术栈覆盖硬件、支撑其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。该隔离与操控机制使离子能够作为量子比特(qubit),通过精确控制的相互作用实现信息的存储与处理。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、合作教育员工,以及研究生和博士后研究人员。项目建立在IQC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已成为OQD开源技术栈的一部分。

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。OQD称,合作伙伴可全面访问其技术栈,并参与OQD的指导活动。
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法的实验,包括基于离子阱的平台、外形常被描述为“吊灯状”的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,以及操控电子、自旋、核自旋和量子点磁性的自旋量子设备。Senko表示,研究不同计算方法具有重要意义,不同平台之间的洞见常能相互启发,而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还将自身定位为促进量子行业人才培养与量子信息科学技术其他方向发展的平台。团队称,通过开放对真实硬件的访问,软件开发者与理论研究者可更便捷地测试算法,从而缓解阻碍进展的瓶颈。Senko表示,真实硬件的访问对量子算法的开发与测试至关重要,OQD希望通过扩大参与范围,让社区在共享基础上更快推进,而不是从零开始重复建设。
OQD表示,随着量子计算机与量子信息科学持续发展,该组织希望提供一条区别于传统学术实验室与初创企业的路径,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,反映了团队对技术发展方式的选择,也希望帮助更广泛的社区共同推进。
