Analysis of the technology research and application exploration of quantum computing

doi:10.12267/j.issn.2096-5931.2022.07.004

Abstract

Abstract:

Quantum computing is a research hotspot of quantum information technology. It has powerful parallel computing processing potential unmatched by classical computing, and has become the focus of all countries in the world to promote the layout of quantum information technology. This paper summarizes the latest research results and discusses technology development trends, and discusses the application and development of quantum computing in several scenarios.

Key words: quantum computing, technology research, application exploration

CLC Number:

TN918
O413

WANG Jing, LI Hongyang, ZHAO Wenyu. Analysis of the technology research and application exploration of quantum computing[J]. Information and Communications Technology and Policy, 2022, 48(7): 20-27.

Add to citation manager EndNote|Ris|BibTeX

URL:

http://ictp.caict.ac.cn/EN/10.12267/j.issn.2096-5931.2022.07.004

http://ictp.caict.ac.cn/EN/Y2022/V48/I7/20

Figures/Tables 2

References 20

[1]	刘轶男, 杨巍, 魏凡. 量子计算发展与应用动向研究[J]. 中国电子科学研究院学报, 2022, 17(2):141-148.
[2]	中国信息通信研究院. 量子信息技术发展与应用研究报告[R/OL].[2021-12-20]. http://www.caict.ac.cn/kxyj/qwfb/bps/202012/P020201215373063374434.pdf.
[3]	郭国平. 量子计算政策发展与应用研究综述[J]. 人民论坛·学术前沿, 2021(7):57-63. DOI: 10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2021.07.006. doi: 10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2021.07.006
[4]	115th Congress. National quantum initiative act[Z/OL]. [2021-12-21]. https://www.congress.gov/bill/115th-congress/house-bill/6227.
[5]	White House. National strategy for critical and emerging technology[Z/OL]. [2021-12-20]. https://trumpwhitehouse.archives.gov/wp-content/uploads/2020/10/National-Strategy-for-CET.pdf.
[6]	NQCO. A strategic vision for America’s quantum networks[Z/OL]. (2020-02-07)[2021-08-16]. https://www.quantum.gov/wp-content/uploads/2021/01/A-Strategic-Vision-for-Americas-Quantum-Networks-Feb-2020.pdf.
[7]	BIDEN J. Interim national security strategic guidance[Z/OL]. (2021-03-03)[2021-08-16]. https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2021/03/NSC-1v2.pdf.
[8]	117th Congress. United States Innovation and Competition Act of 2021[Z/OL]. [2021-12-20]. https://www.congress.gov/bill/117th-congress/senate-bill/1260/text.
[9]	欧盟委员会. 量子宣言(草案)[Z], 2016.
[10]	EuroQCS. European quantum computing & simulation infrastructure[Z/OL]. (2022-02-02)[2022-05-30]. https://qt.eu//app/uploads/2022/02/20220202_HPC-QCS-JWP-final.pdf.
[11]	李山. 德国提出量子系统新的研究计划[N]. 科技日报, 2021-03-24(4).
[12]	国务院. 国务院关于印发“十三五”国家科技创新规划的通知[Z/OL]. (2017-10-02)[2022-05-30]. http://www.gov.cn/zhengce/content/2016-08/08/content_5098072.htm.
[13]	新华社. 长江三角洲区域一体化发展规划纲要[E/OL]. (2019-12-01)[2021-08-16]. http://www.gov.cn/zhengce/2019-12/01/content_5457442.htm.
[14]	中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要[Z], 2021.
[15]	WILEN C D, ABDULLAH S, KURINSKY N A, et al. Correlated charge noise and relaxation errors in superconducting qubits[J]. Nature, 2021,594:369-373.
[16]	ZHONG H S, DENG Y H, QIN J, et al. Phase-programmable gaussian boson sampling using stimulated squeezed light[J]. Phys. Rev. Lett, 2021,127:180502.
[17]	WANG K, XU G, GAO F, et al. Ultrafast coherent control of a hole spin qubit in a germanium quantum dot[J]. Nature Communications, 2022,13:206.
[18]	IBM. Qiskit-machine-learning[EB/OL]. (2021-04-02)[2022-05-30]. https://github.com/Qiskit/qiskit-machine-learning.
[19]	BCG. It’s time for financial institutions to place their quantum bets[EB/OL]. (2020-10-16)[2022-05-30]. https://www.bcg.com/en-cn/publications/2020/how-financial-institutions-can-utilize-quantum-computing.
[20]	本源量子. ChemiQ[EB/OL]. (2021-07-05)[2022-05-30]. https://qcloud.originqc.com.cn/chemistryIntroduce.

时间	阶段性目标
2021年	部署5台千兆级计算机,作为欧洲量子计算与模拟基础设施,同时建立高性能计算机与量子模拟器混合项目
2021—2022年	部署3台前百万兆级超算系统,将成为欧洲量子计算与模拟的基础设施
2022—2023年	旗舰计划进入过渡阶段,部署中等规模(50~200物理量子比特)原型机,并探索量子计算应用
2023—2025年	部署2台百万兆级超算系统
2025年	实现中等规模的量子计算原型机测试,通过纠错增强NISQ量子计算机的处理机制,实现难度更大的算法,基于NISQ设备开发出软件与具有前景的应用,启动欧洲量子计算与模拟基础设施
2027年	部署和接入中等规模的计算平台,基于NISQ设备实现第一代大规模应用,演示全面超越经典算法的量子算法,演示采用百万兆级高性能计算机和量子计算机的混合应用架构实现加速的使用案例
2030年	整合量子旗舰计划所带来的大规模量子计算平台(超200量子比特),演示具有完全纠错能力和一组通用量子门的量子处理器,实现量子优越性

时间	阶段性目标
2021年	部署5台千兆级计算机,作为欧洲量子计算与模拟基础设施,同时建立高性能计算机与量子模拟器混合项目
2021—2022年	部署3台前百万兆级超算系统,将成为欧洲量子计算与模拟的基础设施
2022—2023年	旗舰计划进入过渡阶段,部署中等规模(50~200物理量子比特)原型机,并探索量子计算应用
2023—2025年	部署2台百万兆级超算系统
2025年	实现中等规模的量子计算原型机测试,通过纠错增强NISQ量子计算机的处理机制,实现难度更大的算法,基于NISQ设备开发出软件与具有前景的应用,启动欧洲量子计算与模拟基础设施
2027年	部署和接入中等规模的计算平台,基于NISQ设备实现第一代大规模应用,演示全面超越经典算法的量子算法,演示采用百万兆级高性能计算机和量子计算机的混合应用架构实现加速的使用案例
2030年	整合量子旗舰计划所带来的大规模量子计算平台(超200量子比特),演示具有完全纠错能力和一组通用量子门的量子处理器,实现量子优越性