量子计算 | CNCC2021

2020年10月16日在中共中央政治局第二十四次集体学习上习总书记指出，近年来量子科技发展突飞猛进，成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域。加快发展量子科技，对促进高质量发展、保障国家安全具有非常重要的作用。本次论坛希望围绕量子计算这一主题，从量子计算的算法理论、硬件实现、到量子计算的应用前景等多个方面，共同探讨国内外量子计算的发展现状、趋势和共性问题，希望能够对国内的量子计算科研和产业起到推动作用。

翁文康

南方科技大学物理学院副教授

讲者简介： Dr. Man-Hong Yung is an associate profess-sor of physics at the Southern University of Science 

and Technology (SUSTech) located in Shenzhen, China. Currently, he is on subbatical leave for joining Huawei Technologies as the Chief Scientist for quantum algorithms and software. Dr. Yung obtained a bachelor and a master degree in physics at the Chinese University of Hong Kong. Then, he moved to the University of Illinois Urbana-Champaign where he obtained a PhD degree under the supervision of Prof. Anthony Leggett. Then, he joined Harvard Univeristy as a postdoctoral researcher in the research group of Prof. Alan Aspuru-Guzik. After that, he returned to China and worked as an assistant professor at the Institute for Interdisciplinary Information Sciences directed by Prof. Andrew Yao at Tsinghua University, before joining SUSTech in Shenzhen.His recent research interests include quantum simulation, quantum control, quantum machine learning, and applications for near-term quantum devices. He is one of the inventors of the method of variational quantum eigensolver (VQE) for simulating quantum chemistry with quantum devices, which has been widely adopted as the main tool for quantum chemsitry simulation in the field.

报告题目：Quantum Software Engineering for NISQ

报告摘要：Quantum computing is now emerging as a rapidly-growing industry on a global scale. This is mainly because of the many technological breakthroughs achieved over the last few years. Remarkably, it was experimentally demonstrated that the status of computational advantage (also known as quantum supremacy) can be reached with only 53 noisy qubits. The next step is to demonstrate how near-term chips can solve practical problems better than any classical means. For this purpose, hardware improvement is not enough; what is perhaps more important might be the algorithm and/or software part. In this talk, I will share my experience over the last few years in trying to push forward this direction.

李绿周

中山大学计算机学院量子计算与计算机理论研究所教授，计算机科学系主任，中国计算机学会（CCF）杰出会员、CCF理论计算机科学专委会常务委员

讲者简介：李绿周，中山大学计算机学院量子计算与计算机理论研究所教授，计算机科学系主任，中国计算机学会（CCF）杰出会员、CCF理论计算机科学专委会常务委员。2009年毕业于中山大学计算机科学系，获博士学位。长期从事量子计算理论研究，目前研究兴趣为量子计算模型、算法与复杂性，量子机器学习，量子线路优化等，发表论文60余篇，出版学术专著1部。“量子计算模型与算法的研究”获得广东省杰出青年基金项目资助，获CCF优秀博士学位论文奖、CCF杰出演讲者、中山大学青年教师授课大赛一等奖等。

报告题目：面向NISQ时代的挑战：从量子电路综合到量子算法

报告摘要：近年来随着量子计算的快速发展，实验室的量子芯片规模逐渐增大，量子芯片的自动化设计成为一个需要关注的问题。由于目前实验室量子计算装置的量子比特数、可实现的量子电路深度和规模都很有限，所以优化量子电路显得尤为迫切。同时由于物理器件的拓扑结构限制，并不是任何量子比特之间都可以放置量子门，因此如何把逻辑层的门电路映射到满足某种拓扑结构限制的量子电路并进行优化是一个要考虑的关键问题。另一方面，如何基于NISQ时代的量子硬件现状，找到有应用价值的问题并设计出高效的量子算法成为未来较长时间内备受关注的挑战性问题。本报告将介绍在以上方面所做的调研以及一些思考。

马雄峰

清华大学交叉信息研究院副教授

讲者简介： 清华大学交叉信息研究院副教授，博士生导师。2003年北京大学物理学院学士，2008年多伦多大学物理系博士。先后在滑铁卢大学量子计算中心，多伦多大学，利兹大学从事博士后和访问学者。2012年到清华任教，主要从事量子密码学，量子信息基础，量子计算方向的研究。

报告题目：量子网络优化及安全性

报告摘要：作为迈向未来量子互联网的第一步，量子密钥分发网络已经在城域、城际和洲际尺度上得到了一系列实地建设与测试。报告中，我将介绍近期的一些实验进展，包含46个节点的合肥量子网络、京沪干线和洲际量子链路。

尽管量子密钥分发网络发展迅速，现阶段仍然存在一些问题限制了该技术的广泛应用，例如如何保证中继节点的实际安全性，如何有效管理密钥，隐私放大导致的延迟等问题。通过提出新的量子网络框架，我们设计了一个保证最高安全级别且信任最少数量中间节点的通信方案。当量子密钥资源有限时，我们设计了新的密钥管理和数据调度方案以优化数据传输效率。此外，我还将介绍一种延迟隐私放大技术，以降低对网络中继节点的可信度要求。

王俊超

数学工程与先进计算国家重点实验室副教授

讲者简介：王俊超，数学工程与先进计算国家重点实验室副教授。以课题负责人身份主持并承担国家重点研发计划课题、国家重大科研专项和军队重点研究课题等多项，长期以来从事量子计算、网络空间安全、高性能计算等领域研究。

报告题目： An Automatic Quantum Solver for Combinational Problems

报告摘要： Quantum computing has shown great potential and advantages in solving integer factorization and disordered database search. However, it is not easy to solve specific problems with quantum computing device efficiently and widely, because a lot of professional background knowledge is required. In order to solve this problem, we propose an optimization problem’s automatic hybrid quantum framework (OpAQ) for solving user-specified problems on a hybrid computing architecture including both quantum and classical computing resources. Such a solver can allow non-professionals who are not familiar with quantum physics and quantum computing to use quantum computing device to solve some classically difficult problems easily.

谭新生

南京大学物理学院副教授

讲者简介：谭新生，南京大学物理学院副教授, 2011年获得南京大学物理学院博士学位，后在美国堪萨斯大学物理和天文学院访学。近五年来主持国家自然科学基金委面上项目，青年基金项目，参与国家重大研发计划项目。发表SCI文章30余篇。

报告题目：基于超导芯片的量子计算和量子模拟

报告摘要：基于超导量子芯片这种物理载体，我们提出了新的量子比特架构，优化了线路操控方案，把两比特门的精度提高到国际先进水平。在提高超导比特测控精度的基础上，我们充分利用超导比特这种人工原子其参数可调的优势，将超导器件的哈密顿量映射到拓扑材料的动量空间，提出并实验上实现了利用超导比特模拟拓扑材料的能带结构和拓扑特性，为超导量子芯片提供了一个应用方向。

燕飞

南方科技大学深圳量子科学与工程研究院副研究员

讲者简介：燕飞，南方科技大学深圳量子科学与工程研究院副研究员。本科毕业于南京大学，博士毕业于麻省理工学院，长期从事超导量子计算实验方面的研究。主要研究兴趣有：超导量子芯片架构设计、量子操控、噪声与退相干、量子纠错等。

报告题目：可扩展超导量子信息处理器

报告摘要：现代信息社会对算力的需求与日俱增，然而摩尔定律正在接近其物理极限。在这个大背景下，量子计算正在进入人们视野。作为一种基于量子力学原理的新型计算模式，量子计算机在部分问题的求解上相对于经典计算机可以获得加速效果。量子计算机或量子信息处理器的物理实现方案五花八门，其中基于超导电路的量子信息处理器是公认扩展性最好的方案之一，因此获得广泛关注与采纳。本报告将着重于介绍超导量子信息处理器的基本原理，探讨扩展中的核心问题，并展望未来发展。