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HiQ是华为量子计算研究技术使能平台和未来量子计算机软件解决方案

趋势分析
量子计算目前被认为是一种对未来具有颠覆性影响的新型计算模式，其思想最早由费曼在20世纪80年代提出；与传统计算机不同，量子计算机遵循量子力学规律、通过调控量子比特进行信息处理；基于量子比特的相干叠加和纠缠特性以及量子电路的可逆性，在计算速度和能耗方面大大优于传统计算机；随着研究的不断发展，量子计算未来在人工智能、数据搜索、化学模拟、生物制药等方面具有极大的潜在应用价值；量子计算虽然有很多诱人的革命性优势，但是量子计算机商用从硬件、软件、算法到系统均有非常多的技术挑战，是一个复杂的系统工程，既需要硬件、操控系统的突破，也需要软件、算法方面的突破；在当前量子操控技术不完善和硬件开发成本高、规模小的情况下，利用目前传统计算机建立一套模拟量子计算机的计算平台和测控编程系统已经成为业界推动量子计算在软件、算法和硬件开发等发展的有效路径；量子计算软件HiQ是华为量子计算研究技术使能平台和未来量子计算机软件解决方案，我们基于华为云已上线高性能、大规模量子线路模拟云服务，以及量子编程框架；后续我们将不断增加新的服务

业务挑战

量子芯片质量提升
量子芯片需要具有长相干时间的量子比特、可扩展的芯片设计、完备的普适量子门操作、高保真的量子态初始化、控制以及测量等等，目前的量子芯片还没有同时达到上述所有标准

量子控制优化与纠错技术
量子硬件的系统控制，包括软件和算法如自动校准、脉冲序列优化、误差刻画、纠错容错等对于可扩展、高精度的量子计算系统非常关键，目前相关技术远不成熟

量子软件设计
应用驱动不足、量子硬件规模小、量子模拟器资源消耗大、量子编程反直觉不直观等

量子算法创新
已知量子算法少、核心算法创新困难、经典和量子混合编程理论不完善等

典型业务场景

架构描述
在量子计算硬件系统成熟之前，基于经典计算的模拟器不仅可以在量子电路的仿真调测、量子算法的研究创新、应用软件的开发和验证上发挥重要作用，同时也是量子计算研究和应用普及的必经之路；基于我们的量子编程框架，编写量子程序更加直观简单，可以更容易的探索量子算法及应用的无限可能

方案优势
量子硬件设计和验证
量子软件提前探索、研究和验证
量子算法提前探索、设计和验证
量子计算的教育和普及

解决方案架构

量子计算软件云服务架构
基于我们的量子计算软件云服务架构，目前我们提供完善的高性能量子电路模拟平台，包含常用的三个分布式模拟器：全振幅模拟云服务、强烈单振幅模拟云服务、首个纠错电路模拟云服务，以及量子计算编程框架HiQ；我们的架构将随着量子计算研究不断演进，不断加入新的研究成果，使其成为一个量子计算研究和教育普及使能平台，携手广大的开发者、研究人员、老师和学生们共同创新，推动量子计算的技术研究和产业化；我们目前已和20+量子计算研究团队建立沟通合作，我们将继续开放合作，一起构建量子计算全栈解决方案

量子计算软件云服务架构优势
全振幅模拟云服务：42量子比特，性能是开源5-10倍
强烈单振幅模拟云服务：81量子比特40+层，最大可模拟169量子比特
首个纠错电路模拟云服务：模拟万级量子比特，性能是开源5-15倍
量子计算编程框架HiQ： 独特量子编程BlockUI，使经典-量子混合编程更加简单直观； 丰富的算法库，10+重要基础算法； 兼容优秀开源项目ProjectQ，并将继续开源

方案优势

高性能模拟平台
包含3个常用分布式高性能模拟器，全振幅42、单振幅81+、独特纠错电路模拟

简单易用、功能完善的编程框架
独特BlockUI、编译优化、多前端和多后端支持、兼容ProjectQ

开放的生态合作
开放量子计算研究和教育使能平台，开放开源、合作创新

华为综合ICT技术
强大的华为云计算资源，传统电子控制等ICT技术