東南大學發布我國首款量子計算線路設計優化與編譯桌面軟件平臺

2025-10-08 08:15:52東南大學閱讀量：5777      我要評論

　　近日，東南大學在量子計算核心軟件領域取得重要突破，成功發布了國內首款集成多場景應用的量子線路設計優化與編譯桌面軟件平臺——“東南?云霄”。該平臺的發布，旨在破解當前量子計算推廣應用中的數據安全性差、技術門檻高、硬件適配難等關鍵瓶頸，為我國在人工智能、信息通信、生物醫藥、新材料等前沿領域的創新提供了高效、安全的量子應用實現工具。

　　如果將信息時代比作一架高速飛行的飛機，量子計算正是驅動其突破極限的核心發動機。作為全球科技競爭的焦點賽道，量子計算憑借其顛覆性的并行計算潛力，有望解決經典計算機難以逾越的復雜難題。然而，如何將強大的量子算法“翻譯”成可在真實量子計算機上運行的指令，并保障核心數據的安全，是通往大規模應用道路上的“關鍵一公里”。

　　
“東南?云霄”平臺的推出，直面這一挑戰，并呈現出三大顯著特色：一是把數據安全“鑰匙”交還用戶，實現全流程本地化編譯。以往，量子計算任務大多依賴云平臺，用戶需將核心數據上傳，面臨數據泄露和網絡攻擊的潛在風險。“東南?云霄”創新性地采用桌面軟件形態，讓用戶可在個人電腦上完成從量子線路搭建、優化到編譯的全過程，核心數據全程由用戶自主掌控，無需上傳云端。這種“離線”工作模式，從根本上規避了數據在傳輸和云端存儲中的安全風險，有效隔離外部網絡威脅，為金融工程、國防科研等對數據安全有嚴苛要求的領域提供了可靠的解決方案。同時，平臺友好的可視化界面也大大降低了操作的復雜性。

　　二是為量子線路“瘦身減負”，提升計算效率與硬件兼容性。復雜的量子算法通常對應著由海量量子門構成的深邃線路，這對當前充滿“噪聲”的量子硬件是巨大挑戰。“東南?云霄”內置了先進的多層級優化策略，能對復雜的量子線路進行深度“瘦身”。用戶可根據需求靈活選擇優化等級，平臺能將量子門數量和線路深度大幅壓縮，顯著簡化計算結構。這不僅顯著提升了運算效率，更重要的是，簡化后的線路更容易在真實量子硬件上成功運行，為量子應用的實際落地奠定了堅實基礎。

　　三是打破硬件體系壁壘，構建“一次開發，多處部署”新生態。為解決不同量子計算硬件架構間的“隔閡”，項目團隊專門開發了跨架構量子計算適配接口。該接口能夠兼容離子阱、中性原子、超導等多種主流量子計算硬件體系。這意味著，科研人員和開發者基于“東南?云霄”開發的量子應用，未來有望在不同的量子計算機上“無縫切換”，實現了“一次開發，多架構部署”。這一特性將有助于降低開發成本，提高算力利用率，從而加速量子計算應用的普及與迭代。

　　在實際應用場景中，“東南?云霄”已展現出卓越的賦能潛力。在生物醫藥領域，它將小分子藥物生成任務中，連通有效分子的生成率從約0.01%顛覆性地提升至35.98%，為加速新藥研發提供了全新范式。在圖像識別領域，其混合量子-經典神經網絡模型，在SAR圖像分類和通用圖像識別任務上均表現出超越傳統模型的性能。在數學優化領域，平臺能夠高效求解最大割等組合優化問題，為物流、金融等行業的大規模優化難題提供了量子解決方案。

　　東南大學信息科學與工程學院張在琛教授表示，“‘東南·云霄’平臺的成功研發，是我們團隊探索‘量子技術+行業需求’融合應用新模式的重要成果。我們希望通過這一平臺，以及正在研發的任務導向量子線路設計平臺，持續降低量子計算的應用門檻，為我國量子計算產業的自主創新和高質量發展貢獻力量。”

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