光量子编程

① 军科院开发新型可编程光量子计算芯片，这芯片在使用上，有何特别之处

在此阶段，量子技术仍然受到诸如量子比特数量少和有效量子运算深度较浅等问题的困扰。在“束缚跳舞”的情况下，如何最大程度地利用量子资源以及设计配备有量子算法的可编程且实用的量子装置一直是该领域迫切期望的事情。我国量子领域专家强晓刚这次的结果是一个具有实际潜力的量子装置。要了解这种可编程的基于硅的光学量子计算芯片，您必须首先了解Quantum Walk，它与经典的随机游走相对应，并且比后者具有更多的可能性。

除了模拟相关粒子的量子行走动力学外，强晓刚的可编程硅基光学量子芯片还可以完全控制量子行走的所有重要参数，例如哈密顿量，演化时间，粒子全同性和粒子交换对称性。因此，期望在短时间内诞生基于该芯片的用于量子行走的专用计算机。据报道，芯片尺寸为11×3平方毫米。该芯片包含纠缠光子源，可配置的光网络和其他部件。使用片上组件的电气控制，可以控制光量子状态，从而可以对量子信息进行编码，以及映射量子算法。简而言之，该芯片具有集成度高，稳定性高和精度高的优点。

② 中科院机构发布量子计算硬件系统远程控制指令集 实现“云端”量子编程

来源:中国新闻网

量子计算被认为是未来具有颠覆性影响的新型计算模式之一。近期，光量子计算机“九章”和超导量子计算机“祖冲之二号”使得中国成为唯一在两条技术路线上实现“量子计算优越性”的国家，但离走向通用还有距离。提高公众使用量子计算机的便捷性是走向通用的必经之路，这其中就包括设计各类量子计算指令集以控制量子计算机。

目前国际量子计算领域有多种指令集，但各自定义不同、标准不一。此次发布的QCIS指令集针对量子计算硬件系统的量子调控，除了包含常用量子计算机指令集的功能外，还侧重物理系统的标定、校准以及量子操控的实现，更符合超导量子计算硬件系统当前发展阶段的特点和要解决的实际问题。

QCIS指令集是“祖冲之二号”的编译语言，此前为科研人员内部使用，这是首次对外开放。指令集大幅提升了用户在量子计算云平台实验室中对12比特超导量子计算原型机的操控能力。通俗地说，用户只要有量子计算云平台的账户和实验积分，就可以通过QCIS指令集在本地用编程语言调用量子计算云平台开放的接口，进行远程提交实验，开始真正的“云端”量子编程。

作为第一个面向超导量子物理系统的编译指令集，QCIS指令集突破了现有超导量子计算原型机的操控精度，实现中国量子计算技术自主可控，保障了中国在该技术领域的先进性和核心竞争力。(完)

③ ROM分类介绍

据编程方式的不同，ROM共分为以下5种：

1、掩膜工艺ROM。这种 ROM 是工艺厂家根据客户所要存储的信息，设计专用的掩膜板进行生产的。一旦生产出成品后，ROM 中的信息即可被读出使用，但不能改，一般用于批量生产，成本比较低。

2、可一次性编程ROM（PROM）。是用熔丝制造的，用户可以烧断这些熔丝，以实现存储器存储元件之间的互联，从而写入信息，一旦写入之后，信息就会永久的固定下来，只可读出，不可再改变其内容。

3、紫外线擦除可改写ROM（EPROM）。内容可由用户写入，也允许用户反复擦除重新写入。由于太阳光含紫外线，当程序写好后要使用昂贵的带有石英窗口的陶瓷封装，避免阳光射入破坏程序。而且在擦除过程中不能选择性地擦除存储字单元，如果用户需要改程序，必须擦除整个存储阵列。

4、电擦除可改写ROM（EEROM）。EEROM是ROM发展过程中的一个主要进展，它的写操作采用了热载流子隧穿，擦除操作采用了热电子的量子力学隧穿效应。

5、快闪ROM（flash ROM）。是一种把热载流子编程和隧穿擦除结合在一起实现一个单管 EPROM 单元的方法。这种技术结合了 EPROM 的编程能力和 EEPROM 的擦除能力，读写速度都很快。这种芯片的改写次数最大能达到 100 万次。

(3)光量子编程扩展阅读：

ROM所存数据，一般是装入整机前事先写好的，整机工作过程中只能读出，而不像随机存储器那样能快速地、方便地加以改写。ROM所存数据稳定，断电后所存数据也不会改变；其结构较简单，读出较方便，因而常用于存储各种固定程序和数据。

除少数品种的只读存储器（如字符发生器）可以通用之外，不同用户所需只读存储器的内容不同。为便于使用和大批量生产 ，进一步发展了可编程只读存储器、可擦可编程序只读存储器和电可擦可编程只读存储器。

④ 计算机编程语言有哪几种

计算机编程语言有机器语言、汇编语言、高级语言三大类

拓展知识：

计算机（computer）俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。

由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。

计算机发明者约翰·冯·诺依曼。计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一，对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革，计算机已遍及一般学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。

⑤ 潘建伟团队成功研制 62 比特可编程超导量子计算原型机 祖

潘建伟团队成功研制出一款62比特可编程超导量子计算原型机，这是量子计算领域的一大突破。在中等规模含噪量子(NISQ)时期，量子计算机的主要应用在于进行可以调控的量子模拟问题。超导系统最自然的对应便是Bose-Hubbard Model，潘建伟团队通过该原型机成功模拟了这一模型。这一成果具有非凡的意义，因为模拟大规模量子系统所需的时间是指数增加的，而使用个人计算机模拟10量子比特的主方程通常需要两天时间。这一工作的创新之处在于，团队使用了3D wiring技术，这在当前技术中处于领先地位。

在讨论技术先进性时，我们注意到实现一个可控的62量子比特芯片的难度极大。超导比特的制造工艺复杂，涉及到在蓝宝石衬底上生长铝薄膜、利用光刻蚀和氧化过程等步骤，任何一个环节出现问题都可能导致某个量子比特失效，从而影响整个芯片的性能。潘建伟团队克服了这些技术挑战，达到了62个量子比特的制造水平，这显示了他们在量子计算领域的高超技艺。此外，实验数据也反映出了芯片的优良性质，且能够被精确控制，无需进行后选择(Error mitigation)来提高精确度，这表明了实验结果的可靠性。

然而，值得注意的是，这一工作采用的耦合方式与主流期望略有不同。在实际应用中，为了实现更精确的量子控制，使用可调耦合器进行耦合的方案更为普遍。这可能成为该工作的一个限制。尽管如此，潘建伟团队成功模拟了复杂的量子系统，展示了超导量子计算的潜力。

有人质疑团队是否进行了量子门操作，但实际上，模拟量子系统并不需要进行量子门操作。尽管在62量子比特的系统上标定量子门非常困难，但由于固有的串扰和相互作用的复杂性，这在大型系统中尤其具有挑战性。然而，这并不意味着团队无法实现量子门操作，只是在大规模系统上进行精确标定需要额外的时间和计算资源。潘建伟团队的成果表明，即使在当前量子计算技术的局限下，他们仍然能够达到较高的性能。

总而言之，潘建伟团队的成功不仅展示了超导量子计算技术的潜力，也为量子计算领域的发展开辟了新的道路。通过持续的创新和努力，我们有望在未来看到更多突破性的成果，推动量子计算技术的成熟与应用。