滑铁卢大学理学院与量子计算研究所(IQC)的研究人员表示,为促进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。OQD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,发起人包括滑铁卢大学物理与天文学系及IQC教员Crystal Senko博士、Rajibul Islam博士、Roger Melko博士,以及首席执行官Greg Dick(理学学士,1993年毕业)。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,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研发进展。
据介绍,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进行操控,使其作为量子比特(qubit)在精确控制的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在此基础上进一步扩展。
OQD目前拥有30多名软件贡献者,并与数十个实验室合作伙伴协作,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此前构建的离子阱量子计算机已被纳入OQD的开源技术栈。

在合作机制方面,OQD不面向个人用户,而是招募机构合作伙伴。该组织表示,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,合作伙伴可全面访问其技术栈并参与OQD的指导活动。
研究人员指出,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,包括离子阱量子计算机、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、核子和量子点磁性特性进行信息存储与处理的自旋量子设备。
Senko表示,研究不同计算路径具有重要意义,不同平台的经验常能相互启发;同时,若要全面评估量子计算机的潜力,也需要对各类技术持续投入。
除技术研发外,OQD还将开放量子计算机访问作为重点之一,以支持软件开发者与理论研究人员在真实硬件上测试算法,从而缓解研发过程中的瓶颈。Senko称,真实硬件的访问对量子算法开发与测试至关重要,开放访问有助于扩大参与范围,使社区在共享基础上加快推进,而非重复从零开始。
OQD表示,随着量子计算机与量子信息科学持续发展,该组织希望在学术实验室与初创企业之外提供“第三条路径”,以开放访问与共享进展为优先,推动领域加速前进。Senko称,这一运作模式强调开放与协作,体现了团队对技术发展路径的选择,也希望帮助更广泛的社区共同推进。
