2 月 22 日下午，在安徽合肥中科大舉辦的「中國科學院量子資訊與量子科技創新研究院 2018 年度工作會議」上，中科院/中科大團隊釋出量子計算雲平台最新成果。潘建偉院士正式釋出中科院聯合阿裡雲打造的 11 量子比特超導量子計算的雲平台，這是繼 IBM 後全球第二家向公衆提供 10 量子比特以上超導量子計算雲服務的系統。會上，郭光燦院士團隊也介紹其本源量子計算雲平台已成功上線 32 比特量子虛拟機，并已經實作了 64 量子比特的量子電路模拟打破 IBM Q 的 56 位仿真記錄。
潘建偉團隊介紹，目前其正式上線的雲平台開放 11 比特的量子計算服務，其單比特門保真度達 99.7%、雙比特門保真度達 94.9%。同時已經成功研制出 12 比特的超導量子計算處理器。
該量子計算雲平台前端對使用者提供雲端的量子算法開發測試環境，後端連接配接經典計算仿真環境或者真實超導量子計算。阿裡雲方面将提供雲計算資源支撐經典計算仿真環境。通過量子計算雲平台，使用者可以在雲端的超導量子處理器上運作自定義的各種量子線路代碼，下載下傳相關運作結果。
該平台将吸引更多人在量子計算雲平台上運作量子算法，完成初步試驗，不僅能用于了解處理器的性能、技術瓶頸等重要特性，還将幫助到下一代處理器開發，為優化應用積累經驗。而在雲端提供量子計算的創新服務方式，也能從中知悉面臨的技術挑戰和機會。
現有國内外量子計算雲平台主要提供兩大類量子計算算力：通過經典計算資源構造的虛拟的量子計算模拟器，和真實的通用量子計算機。中科大阿裡量子計算雲平台同時提供兩種算力服務，在雲端可實作經典計算仿真環境與真實量子處理器的完整後端體驗，使用者可以登入阿裡雲官網使用。
阿裡量子計算雲平台使用者界面：
圖 1：在 11 比特量子處理器上實作三量子比特 GHZ（Greenberger-Horne-Zeilinger）态的電路圖，最後一層是對電路結果進行基于|0>,|1>狀态的測量。
圖 2： 對圖 1 電路執行 30000 次後測量到|000>,|001>,...,|111>狀态的機率圖。
除使用者端服務外，阿裡雲還提供量子計算的經典仿真，并參與設計測量處理器性能的方案。經典仿真能準确算出量子處理器上的實驗結果，與真實處理器結果進行比對，用以測量後者的性能、驗證正确性等。
會上，同樣來自中科大的郭光燦院士團隊成員郭國平介紹，其團隊開發的本源量子計算雲平台也已成功上線 32 位量子虛拟機，使用者可以在搭建了 32 位量子虛拟機的雲平台上自行編寫和運作量子程式，并可以觀察已編輯程式的圖像化顯示效果，在遠端量子伺服器上完成編譯、執行與測量後在本地獲得運算結果。
郭光燦團隊同時稱已經實作了 64 量子比特的量子電路模拟（使用經典 GPU 虛拟的量子模拟器，屬于經典計算機仿真環境），相關論文《64-Qubit Quantum Circuit Simulation》已發表在 arXiv 上 [1]。
本來，普遍觀點是超過 50 量子比特的量子計算機無法被經典計算機模拟，甚至是最強大的超級計算機也做不到。但 IBM 打破了這個觀念，通過特定的電路模拟方法，他們實作了 56 量子比特的模拟電路。郭光燦團隊則利用巧妙的優化方法進一步将這一極限提高到了 64 比特，實際上在論文中他們甚至表示實作了 72 量子比特的模拟電路。
在這項工作中，他們通過分解兩比特量子門和将原電路轉換成并行子電路的方法，分别模拟了 42、56 和 64 量子比特的 randomized quantum circuit。其中 42 和 56 量子比特的電路隻需要一台配置了顯示卡的個人計算機裝置就可以完成模拟計算，而 64 量子比特的電路需要 64 個節點的計算機叢集來模拟，但是其消耗的硬體資源相比之前的量子雲平台已經大大降低。
圖 3：轉換兩個兩比特量子門（圖中兩個虛線框包含的 CZ 量子門）并生成替換的并行子電路。
比如，去年十月份 IBM 釋出了 56 量子比特的量子計算雲平台，在相同的超級計算機裝置條件下，中科大學源的 56 量子比特模拟電路隻需要 987 秒（16.4 分鐘）就可以完成模拟計算，IBM 則需要兩天的時間。
圖 4：不同模拟量子比特數的不同層數（每個層表示目前時間步執行的量子門）的模拟計算時間。
國内目前有三大量子計算雲平台，分别來自中科院與阿裡雲、本源量子計算公司和清華大學 NMRCloudQ 團隊。三家于 2017 年 10 月 11 日同時釋出上線。
清華大學采用的是核磁共振量子計算機，包含了四個量子比特，保真度超過 98%，這是國際上首個基于核磁共振的量子雲計算平台。在中文版上線後的 24 小時内，網站首頁獨立 IP 通路次數近 2000 次，來自清華大學、中國科大、九院等不同機關近 150 個的注冊使用者，送出的線上計算任務 80 餘次。
量子計算雲服務促進量子計算商業化
現階段各家量子計算機仍然主要為研究人員和科學家做研究和應用探索服務，量子計算雲服務平台的面世也标志着量子計算已經走到了商用化的邊緣。
IBM 曾于 2016 年 5 月向公衆開放了業界首個量子計算雲平台，使用者可簡單通過 API 和 SDK 接口通路 IBM 雲端平台連接配接的 5 量子比特超導計算機以及基于經典計算機程式設計的量子計算機仿真器，進行量子算法或實驗模拟。IBM 也對 Quantum Experience 進行了更新，新的模拟器可以對 20 個量子比特進行模組化；并計劃推出完整的 SDK，以便開發者能夠在 Quantum Experience 之上建構簡單的量子計算應用。
IBM 希望通過打造 IBM Q 系統提高其在量子計算應用領域的地位，計劃與其他機構合作，共同開發對量子系統專門優化的配套程式。
谷歌也于 2017 年 7 月表示計劃将 D-wave 量子退打火機接入其雲平台。此前其與美國量子計算初創新秀 Rigetti Computing 等機構合作推出 OpenFermion 開源量子計算軟體平台，該軟體包含一個量子算法庫，适用于化學、材料方面的研究工作。OpenFermion 可相容數種不同的量子計算機，其中包括谷歌、Rigetti 和 IBM 開發的機型，也意在建立以 OpenFermion 為标準的社群，吸引衆多開發者使用量子計算機。谷歌還開設了一個「量子孵化資料中心」，用來尋找量子計算在現實生活中的新用例。
Rigetti 也于 2017 年釋出「Forest」雲計算平台，提供 36 個量子比特的模拟量子處理器，允許開發者通過代碼通路 Rigetti 的虛拟量子計算機以及周邊的量子計算裝置，并表示通過建立量子計算雲平台的方式為更多科研使用者打造一個量子計算交流的社群比制造出一款成功的量子計算機産品更加重要。
未來展望
量子計算雲平台是提供量子計算服務的雲計算平台，其出現為廣大研究人員和開發者提供了一個更好的量子程式設計和應用開發環境。
現有連接配接真實通用量子計算機的量子計算雲平台通常願意開放其量子計算中的量子電路層和量子算法層，甚至控制層，而連接配接經典計算機仿真環境開放的僅有量子算法層。
雖然對于開發真實量子計算機的研究人員來說，現有小數量量子比特的量子計算算力服務遠遠不夠，但是使用者可以通過該服務學習量子計算的基本算法思想，并可以在大規模實體硬體實作之前運作和試驗量子算法。
同時對于制造量子計算機的科研人員，更希望量子雲平台的服務開放到控制層，研究針對量子計算機實體層系統的脈沖控制及優化，來提升量子邏輯門的保真度。
潘建偉院士曾在去年 10 月的雲栖大會上表示，量子計算雲平台将在未來 5-10 年實作數百個量子比特的相幹操縱，屆時對特定問題的計算能力将達到目前全世界計算能力總和的 100 萬倍。對揭示高溫超導、慣性限制核聚變、高效氮固化機制等重大問題，以及指導相關産業技術開發将起到較大的作用，每年将獲得數百億美元的直接經濟效益