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,团队选择以协作优先于竞争的方式推进技术共享,并通过非营利组织“开放量子设计”(Open Quantum Design,OQD)落实相关工作。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。发起人包括滑铁卢大学物理与天文学系及IQC教员Crystal Senko、Rajibul Islam和Roger Melko,以及首席执行官Greg Dick(理学学士,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,并可能促成新的量子初创企业。
Senko表示,OQD希望提供一个集中共享的平台,使不同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。
据介绍,OQD的技术栈覆盖硬件、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对其进行操控,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相关实践。
OQD目前拥有30多名软件贡献者,并与数十名实验室合作者合作,参与者包括滑铁卢大学本科生、合作教育员工、研究生及博士后研究人员。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表示其不面向个人用户,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签署协议。OQD称,合作伙伴可全面访问其技术栈,并参与相关指导活动。
OQD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平台,包括基于离子阱的OQD项目、采用超导量子比特的“吊灯式”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、核子和量子点磁性属性进行信息存储与处理的自旋设备。
Senko表示,保有不同计算方法的平台十分重要,一个平台的经验往往能启发另一个平台;同时,若要全面理解量子计算机的潜力,持续投入各类路径同样关键。
除技术推进外,OQD还将其定位为人才培养与量子信息科学技术其他方向发展的支撑平台。团队称,通过开放对量子计算机的访问权限,软件开发者与理论研究人员可在真实硬件上测试算法,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希望以更广泛的参与机制,推动社区在共享基础上加速迭代,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持续推进,该组织希望提供介于学术实验室与初创企业之外的另一种路径,以共享进展与开放访问为核心,促进领域发展。Senko称,这一运营模式与部分量子计算实验室和初创企业不同,强调开放与协作,并希望帮助更广泛的社区更快前进。
