光量子編程

① 軍科院開發新型可編程光量子計算晶元，這晶元在使用上，有何特別之處

在此階段，量子技術仍然受到諸如量子比特數量少和有效量子運算深度較淺等問題的困擾。在“束縛跳舞”的情況下，如何最大程度地利用量子資源以及設計配備有量子演算法的可編程且實用的量子裝置一直是該領域迫切期望的事情。我國量子領域專家強曉剛這次的結果是一個具有實際潛力的量子裝置。要了解這種可編程的基於硅的光學量子計算晶元，您必須首先了解Quantum Walk，它與經典的隨機遊走相對應，並且比後者具有更多的可能性。

除了模擬相關粒子的量子行走動力學外，強曉剛的可編程硅基光學量子晶元還可以完全控制量子行走的所有重要參數，例如哈密頓量，演化時間，粒子全同性和粒子交換對稱性。因此，期望在短時間內誕生基於該晶元的用於量子行走的專用計算機。據報道，晶元尺寸為11×3平方毫米。該晶元包含糾纏光子源，可配置的光網路和其他部件。使用片上組件的電氣控制，可以控制光量子狀態，從而可以對量子信息進行編碼，以及映射量子演算法。簡而言之，該晶元具有集成度高，穩定性高和精度高的優點。

② 中科院機構發布量子計算硬體系統遠程式控制制指令集 實現「雲端」量子編程

來源:中國新聞網

量子計算被認為是未來具有顛覆性影響的新型計算模式之一。近期，光量子計算機「九章」和超導量子計算機「祖沖之二號」使得中國成為唯一在兩條技術路線上實現「量子計算優越性」的國家，但離走向通用還有距離。提高公眾使用量子計算機的便捷性是走向通用的必經之路，這其中就包括設計各類量子計算指令集以控制量子計算機。

目前國際量子計算領域有多種指令集，但各自定義不同、標准不一。此次發布的QCIS指令集針對量子計算硬體系統的量子調控，除了包含常用量子計算機指令集的功能外，還側重物理系統的標定、校準以及量子操控的實現，更符合超導量子計算硬體系統當前發展階段的特點和要解決的實際問題。

QCIS指令集是「祖沖之二號」的編譯語言，此前為科研人員內部使用，這是首次對外開放。指令集大幅提升了用戶在量子計算雲平台實驗室中對12比特超導量子計算原型機的操控能力。通俗地說，用戶只要有量子計算雲平台的賬戶和實驗積分，就可以通過QCIS指令集在本地用編程語言調用量子計算雲平台開放的介面，進行遠程提交實驗，開始真正的「雲端」量子編程。

作為第一個面向超導量子物理系統的編譯指令集，QCIS指令集突破了現有超導量子計算原型機的操控精度，實現中國量子計算技術自主可控，保障了中國在該技術領域的先進性和核心競爭力。(完)

③ ROM分類介紹

據編程方式的不同，ROM共分為以下5種：

1、掩膜工藝ROM。這種 ROM 是工藝廠家根據客戶所要存儲的信息，設計專用的掩膜板進行生產的。一旦生產出成品後，ROM 中的信息即可被讀出使用，但不能改，一般用於批量生產，成本比較低。

2、可一次性編程ROM（PROM）。是用熔絲製造的，用戶可以燒斷這些熔絲，以實現存儲器存儲元件之間的互聯，從而寫入信息，一旦寫入之後，信息就會永久的固定下來，只可讀出，不可再改變其內容。

3、紫外線擦除可改寫ROM（EPROM）。內容可由用戶寫入，也允許用戶反復擦除重新寫入。由於太陽光含紫外線，當程序寫好後要使用昂貴的帶有石英窗口的陶瓷封裝，避免陽光射入破壞程序。而且在擦除過程中不能選擇性地擦除存儲字單元，如果用戶需要改程序，必須擦除整個存儲陣列。

4、電擦除可改寫ROM（EEROM）。EEROM是ROM發展過程中的一個主要進展，它的寫操作採用了熱載流子隧穿，擦除操作採用了熱電子的量子力學隧穿效應。

5、快閃ROM（flash ROM）。是一種把熱載流子編程和隧穿擦除結合在一起實現一個單管 EPROM 單元的方法。這種技術結合了 EPROM 的編程能力和 EEPROM 的擦除能力，讀寫速度都很快。這種晶元的改寫次數最大能達到 100 萬次。

(3)光量子編程擴展閱讀：

ROM所存數據，一般是裝入整機前事先寫好的，整機工作過程中只能讀出，而不像隨機存儲器那樣能快速地、方便地加以改寫。ROM所存數據穩定，斷電後所存數據也不會改變；其結構較簡單，讀出較方便，因而常用於存儲各種固定程序和數據。

除少數品種的只讀存儲器（如字元發生器）可以通用之外，不同用戶所需只讀存儲器的內容不同。為便於使用和大批量生產 ，進一步發展了可編程只讀存儲器、可擦可編程序只讀存儲器和電可擦可編程只讀存儲器。

④ 計算機編程語言有哪幾種

計算機編程語言有機器語言、匯編語言、高級語言三大類

拓展知識：

計算機（computer）俗稱電腦，是現代一種用於高速計算的電子計算機器，可以進行數值計算，又可以進行邏輯計算，還具有存儲記憶功能。是能夠按照程序運行，自動、高速處理海量數據的現代化智能電子設備。

由硬體系統和軟體系統所組成，沒有安裝任何軟體的計算機稱為裸機。可分為超級計算機、工業控制計算機、網路計算機、個人計算機、嵌入式計算機五類，較先進的計算機有生物計算機、光子計算機、量子計算機等。

計算機發明者約翰·馮·諾依曼。計算機是20世紀最先進的科學技術發明之一，對人類的生產活動和社會活動產生了極其重要的影響，並以強大的生命力飛速發展。它的應用領域從最初的軍事科研應用擴展到社會的各個領域，已形成了規模巨大的計算機產業，帶動了全球范圍的技術進步，由此引發了深刻的社會變革，計算機已遍及一般學校、企事業單位，進入尋常百姓家，成為信息社會中必不可少的工具。

⑤ 潘建偉團隊成功研製 62 比特可編程超導量子計算原型機 祖

潘建偉團隊成功研製出一款62比特可編程超導量子計算原型機，這是量子計算領域的一大突破。在中等規模含噪量子(NISQ)時期，量子計算機的主要應用在於進行可以調控的量子模擬問題。超導系統最自然的對應便是Bose-Hubbard Model，潘建偉團隊通過該原型機成功模擬了這一模型。這一成果具有非凡的意義，因為模擬大規模量子系統所需的時間是指數增加的，而使用個人計算機模擬10量子比特的主方程通常需要兩天時間。這一工作的創新之處在於，團隊使用了3D wiring技術，這在當前技術中處於領先地位。

在討論技術先進性時，我們注意到實現一個可控的62量子比特晶元的難度極大。超導比特的製造工藝復雜，涉及到在藍寶石襯底上生長鋁薄膜、利用光刻蝕和氧化過程等步驟，任何一個環節出現問題都可能導致某個量子比特失效，從而影響整個晶元的性能。潘建偉團隊克服了這些技術挑戰，達到了62個量子比特的製造水平，這顯示了他們在量子計算領域的高超技藝。此外，實驗數據也反映出了晶元的優良性質，且能夠被精確控制，無需進行後選擇(Error mitigation)來提高精確度，這表明了實驗結果的可靠性。

然而，值得注意的是，這一工作採用的耦合方式與主流期望略有不同。在實際應用中，為了實現更精確的量子控制，使用可調耦合器進行耦合的方案更為普遍。這可能成為該工作的一個限制。盡管如此，潘建偉團隊成功模擬了復雜的量子系統，展示了超導量子計算的潛力。

有人質疑團隊是否進行了量子門操作，但實際上，模擬量子系統並不需要進行量子門操作。盡管在62量子比特的系統上標定量子門非常困難，但由於固有的串擾和相互作用的復雜性，這在大型系統中尤其具有挑戰性。然而，這並不意味著團隊無法實現量子門操作，只是在大規模系統上進行精確標定需要額外的時間和計算資源。潘建偉團隊的成果表明，即使在當前量子計算技術的局限下，他們仍然能夠達到較高的性能。

總而言之，潘建偉團隊的成功不僅展示了超導量子計算技術的潛力，也為量子計算領域的發展開辟了新的道路。通過持續的創新和努力，我們有望在未來看到更多突破性的成果，推動量子計算技術的成熟與應用。