物理系龙桂鲁课题组最新研究成果：国际首个核磁共振量子计算云平台上线

2017年10月11日，量子计算云平台“中国版”正式启动，清华大学、阿里巴巴-中科大、本源量子-中科大在同一天发布了量子云平台。其中，清华大学物理系龙桂鲁教授课题组的量子计算云平台基于核磁共振量子计算机，实现了网络与真实的核磁共振量子信息处理系统的对接，成为国际上首个基于核磁共振的量子云计算平台。在中文版上线后的24小时内，网站主页独立IP访问次数近2000次，来自清华大学、中国科大、九院等不同单位近150个的注册用户，提交的在线计算任务80余次，也引起了国际以及台湾地区同胞的关注。

量子计算研究有不同层级，从最底层的物理层，到其上的控制层、电路层，一直到最上层的算法，龙桂鲁教授课题组建立的量子云平台，其服务完全可以开放到控制层。所谓控制层，其核心是对系统控制脉冲的设计，并且在设计过程中综合考虑时间或能量优化、减少系统误差、抵抗环境噪声等问题。将核磁共振量子计算实验的控制层面自动化，有利于提高科研效率。在此基础上进一步将控制层开放给用户，用户就可以从更基本的层次学习、理解实际量子计算体系是怎么运行的。

实现量子计算机的物理体系有许多，如超导量子系统，离子阱系统，拓扑量子计算体系，量子光学系统，量子点系统等。核磁共振量子云计算中执行量子计算任务的是一个真正的量子计算体系，计算步骤和将来的大型的实用化的量子计算机是一样的。这就好比说，利用经典计算机模拟的量子云计算相当于军事上的一场军事演习，虽然不是真正的量子计算，但也是很有意义的。而一台有4个比特的核磁共振量子云计算，相当于一场真正的战役，虽然只有4个士兵参加，却是一场真正的小型战役。

量子计算领域已经引起了国内外各界广泛的关注，包括国家政府，军队，企业公司，高校科研单位等，他们从不尽相同的角度投入到量子计算的研究中。十几年前，国内大力开展量子信息的研究，经过多年的努力，特别是在量子通信领域，目前已经做到世界领先。当前，量子计算被列入到十三五重大研究计划，国内的一些企业公司也开始致力于量子计算的研究，比如自主研发属于国内的量子云计算平台。

核磁共振作为实现量子计算最早的物理平台之一，至今已经发展了许多完善精确的量子操控技术以及积累了丰富的量子计算经验，在量子计算以及量子模拟等主要量子信息研究领域取得了许多重要的成果，比如用于这次云计算的谱仪之前在实验上实现了具有强大搜索能力的Grover算法，7个量子比特体系的高保真度相干操控，国际上首个和乐量子计算，量子隧穿现象以及植物光合作用等量子模拟。这个量子云平台不仅是个量子计算体验平台，而且更是一个开展量子计算和量子操控研究的平台。