在量子计算领域,上海的一家新兴企业正以惊人的速度崭露头角。今年初,由刘弘斌与方正浩共同创立的太一量生,仅用约6个月时间,便完成了从实验室建设到量子计算原型机整机集成的跨越。这一成就,在2026浦江创新论坛同期举行的WeStart创业投资大会上,由太一量生的创始人兼CEO方正浩亲自揭晓。
方正浩介绍,自3月启动实验室建设以来,太一量生已成功集成基于镱(Yb)中性原子技术路线的量子计算原型机。该原型机不仅实现了自主控制系统、光学系统、真空系统及经典计算集群等核心环节的系统集成,还开发了面向量子纠错的实时控制闭环系统。方正浩形象地比喻道:“6个月,我们将一个系统构想转化为了一台实实在在的机器。”
当前,全球量子计算正从单点物理指标的突破迈向系统工程的整合。随着物理比特规模的扩大,如何控制错误、确保量子计算机长时间稳定运行复杂计算任务,成为亟待解决的关键问题。量子系统易受环境噪声和操作误差影响,即使单次操作保真度较高,缺乏有效量子纠错也会导致错误累积。
因此,提升计算系统的持续运行能力,通过编码、错误检测与实时纠正,成为量子计算实用化进程中的重要一环。方正浩提出,量子计算系统的设计应超越单纯追求物理比特数量的局限,转而从最终需要解决的计算问题出发,逆向思考所需的纠错码、系统架构及物理体系。
太一量生的设计思路正是如此:从最终计算任务出发,依次推导出量子纠错、系统架构和物理底座的需求。这一思路指导下,物理体系的选择不再局限于单点性能指标,而是综合考虑其是否适合未来大规模量子纠错与容错计算。
太一量生选择了中性原子技术路线,并进一步将镱原子作为核心物理体系。中性原子具有可移动、可重排的特点,通过不同功能区域间的空间调度,形成灵活的系统拓扑,为量子纠错和容错架构提供了新的设计空间。镱原子的能级结构更是带来了独特优势,部分计算错误可转化为位置可探测的泄漏错误,降低纠错解码的难度与资源开销。
方正浩以寻找犯错者为例,形象地解释了这一优势:若要从几千人中寻找一个身份未知的犯错者,需大量排查;但若能提前知道犯错者的位置,所需资源将大幅减少。这正是太一量生将镱原子选择与量子纠错、实时控制、系统架构相结合进行设计的原因。
依托上海在科研机构、高端制造、光学器件、精密仪器和科技人才等方面的创新资源,太一量生在短时间内取得了显著进展。方正浩表示,虽然大规模物理比特是量子计算发展的重要基础,但走向真正的大规模有效计算,仍需解决量子纠错、实时控制、系统架构和软硬件协同等一系列工程问题。
随着量子计算从物理实验走向系统工程,新的问题也随之浮现:机器造出来后,究竟要解决什么问题?方正浩认为,量子计算技术发展与产业需求不应是两条独立路径。一方面,应从未来真正有价值的问题出发,反向定义今天应建设的计算系统;另一方面,真实的科学和产业需求也应不断提出新问题,牵引技术和工程持续演进。
“量子计算最终不是为了制造一台更大的机器,而是为了让我们能够用计算理解世界、用计算创造世界。”方正浩表示,希望汇聚更多科研人才和产业力量,共同推进量子计算从技术突破走向系统工程和产业探索,推动容错量子计算的未来在中国发生。