【新春走基層】在“云下”守護“國之重器”

量子計算機不近,也并不遠。

透過“云端”,來自海內外的科研工作者可以遠程“使用”位于安徽合肥的一個由若干量子計算機組成的量子計算集群。

這些量子計算機能夠為某些“特殊”的需求者提供強大的算力支撐,但他們自身又像是尚未長大的孩子,還需要有人不斷地呵護和培育才能“獨立適應復雜的社會”。

1月17日,記者來到位于合肥中安創谷的中國電信量子集團二樓辦公區,28歲的王乾坤與他的一群伙伴們正坐在電腦前不停地點擊鼠標和鍵盤。作為公司量子計算技術部的一名測控工程師,這是王乾坤守護量子計算機的一個日常。

“量子計算機和經典計算機不一樣,它操縱的是量子。而隨著時間和外部環境的變化,量子的參數和狀態也會發生變化。”看到記者很好奇,王乾坤解釋道,由于量子的這個特征,如果要對它進行高精度的操作,必須使得它的參數實時匹配它當前的狀態。

業界有個術語,叫參數漂移。正因如此,也才有了王乾坤從事的量子計算機測控的工作崗位。

超導量子計算機的芯片是在極低溫的環境下工作的,每一次對芯片進行維修,或者對一些硬件進行變更的時候,都要進行升降溫的操作。“每次升降溫,都會導致參數的大幅度變化,因此也就需要重新標定具體的參數。”王乾坤說,每一次重新標定的過程都充滿挑戰。

有的時候,今天調了一個很好的參數,使得各項實驗指標都達到預期的水平,但是過了幾天,環境發生變化,又有可能導致指標再次發生變化。

如果能有一套完善的自我修復的自動化標定程序,那么這種情況就可以大大避免。實際上,王乾坤現在每天的主要工作就是參與這套自動化標定程序的開發。“程序開發有個過程,因為它還需要在量子計算機上不斷地測試和驗證,以保證其滿足需求的可靠性。”王乾坤說。

目前在量子計算機測控這個崗位上,王乾坤還有20多名同事。而在“云下”守護量子計算機運行安全的還有更多的團隊。

2023年11月,中國電信發布“天衍”量子計算云平臺,這是全球首個具備量子優越性能力的超量融合云平臺,可以為各類用戶提供便捷簡單的量子計算服務。

在云平臺正式發布3個月前,陳潔進入研發與運營中心擔當軟件技術架構師的工作,成為量子計算部門編號001的工作人員。

雖然和王乾坤同屬于一個部門,但他們分屬于不同的團隊。在陳潔看來,“同樣是量子計算云平臺的‘守護者’,但王乾坤的工作是做‘里子’的,是最大的‘守護者’,自己的工作倒像是‘面子’。”

很多時候,陳潔需要把量子計算云平臺可以提供的服務“用一種能讓非專業用戶可以懂的語言推介出去”。

由于是負責量子計算云平臺的外部對接服務,陳潔出差更多。有的時候還在出差的路上,又會因為一項新的任務接著去另一個地方出差。

同樣是在公司二樓的辦公平臺上班,對著電腦“一頓猛操作”的還有29歲的王翰逸。他本科讀的是原子分子物理學專業,碩士和博士學的是量子信息物理學。這樣的專業背景,讓王翰逸在勝任量子計算機調試工程師的崗位上有了更多的可能。

“這個工作是跨學科的,需要涉及量子物理、計算機科學、電子工程等多個領域。”王翰逸告訴記者,他們需要對量子計算機進行硬件調試、性能優化、故障排除、參數校驗等一系列操作,“其周期很長,有時需要一兩個月時間或者更長”。

雖然每個“守護者”各自分工不同,但他們在工作之余的生活方式基本一致,那就是學習,用他們自己的話說,叫“不停刷新自己的知識”。有的時候是閱讀國家實驗室的論文,有的時候是專業的老師進行培訓,偶爾也會有院士級別的科學家開展論壇講座。

“這個行業發展日新月異,所有的工作都是開創性的工作,沒有一套現成的樣板去遵循,因此不學習,就意味著跟不上節奏,就可能被邊緣化甚至被淘汰。”陳潔說。

2024年12月,中國電信正式發布全國單臺比特數最多的超導量子計算機“天衍-504”。加上此前已經接入“天衍”量子計算云平臺的3臺量子計算機,至此,國內目前最大規模的量子計算集群正式組成。在國務院國資委新聞中心公布的“2024年度央企十大國之重器”榜單中,“天衍”量子計算云平臺名列其中。

中國電信量子集團量子計算技術部牽頭人孫漢濤介紹,自2023年11月以來,該平臺已接受來自海內外50多個國家和地區超1200萬次訪問請求,實驗任務數超過60萬個。

“假如,你是一個學生或教育工作者,需要進行量子計算的研究與應用,‘天衍’量子計算云平臺提供高性能的量子計算模擬器及超導量子計算機資源供你隨時使用。”孫漢濤說。