Ein Quantensoftware-Unternehmen sicherte sich eine Investition von über 100 Millionen Yuan von China Mobile, was die kommerzielle Umsetzung der einheimischen Full-Stack-Quantensoftware beschleunigt 丨 Exklusive Erstveröffentlichung von 36Kr

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Autor | OU Xue

Redakteur | YUAN Silai

Laut Hard Krypton hat Beijing Zhongke Huguang Quantum Software Technology Co., Ltd. (im Folgenden als "Huguang Quantum" bezeichnet), ein Unternehmen für Forschung, Entwicklung und Industrialisierung von Quanten-Full-Stack-Software, kürzlich eine strategische Finanzierung im Wert von über 100 Millionen Yuan abgeschlossen. Der Investor ist der Chain Leader Fund von China Mobile. Die Mittel aus dieser Runde werden hauptsächlich für die integrierte Forschung und Entwicklung von Quanten und KI, die Einstellung hochqualifizierter Fachkräfte sowie die gemeinsame Forschung und Entwicklung in Bereichen wie verteilter Chip und neue Mess- und Steuerungsarchitektur verwendet.

Huguang Quantum wurde im November 2020 gegründet und ist eines der wenigen Teams in China, das sich auf die grundlegende Quantencomputersoftware und die industrielle Umsetzung konzentriert. Das technische Team des Unternehmens leitet das Thema "Theorie, Methoden und Kerntechnologien der Quantenalgorithmus- und Softwareentwicklung" im großen Projekt "Quantenkommunikation und Quantencomputer" des Technologieinnovationsprogramms 2030 des Ministeriums für Wissenschaft und Technik.

Es ist bekannt, dass mehr als 80% des Kernteams des Unternehmens von Spitzenuniversitäten wie der Tsinghua-Universität und der Peking-Universität stammen, und der Anteil von Master- und Doktorabsolventen übersteigt 90%. Der Gründer und Vorsitzende des Unternehmens Ying Shenggang hat seinen Doktortitel an der Tsinghua-Universität erworben, absolvierte anschließend eine Postdoktorandenforschung an der University of Technology Sydney und ist jetzt leitender Ingenieur am Institut für Software der Chinesischen Akademie der Wissenschaften.

In der aktuellen Phase, in der mehrere Hardwarepfade wie Supraleitung, Ionenfalle, neutrales Atom und Photonenquant parallel konkurrieren, wird Quantensoftware als das Schlüssel-Middleware betrachtet, das Hardware verschiedener Pfade in einheitliche Rechenleistung umwandelt. Im Vergleich zu Hardwareunternehmen, die um die Anzahl der physikalischen Qubits konkurrieren, wählt Huguang Quantum den Einstieg über Compiler, EDA und Cloud-Plattform. Dieser Weg besitzt keine direkten Qubits, aber er bestimmt, ob ein Quantencomputer von Entwicklern tatsächlich genutzt werden kann.

Insgesamt gliedert sich die Produktmatrix von Huguang Quantum in drei Ebenen:

Auf der Seite der untersten Hardwareebene bietet Huguang Quantum Design- und Messwerkzeuge für Quantenchips an, einschließlich Quanten-EDA, Chipdefekterkennung, Mess- und Steuerungssystem sowie Fehlerkorrektur und Dekodierung. Es hilft Hardwareteams, Designvalidierung und Debugging abzuschließen, bevor der Chip hergestellt wird, und wird bereits in der tatsächlichen Produktionslinie von Spitzen-Supraleitungschips in China eingesetzt.

Auf der Seite der Entwicklungswerkzeuge entwickelt Huguang Quantum "betriebssystemebene" Werkzeuge für Quantencomputer – den Compiler. Einfach ausgedrückt übersetzt und optimiert er die von Entwicklern geschriebenen Quantenprogramme in Anweisungen, die von verschiedener Hardware ausgeführt werden können.

Im Bereich der Quantensimulation hat Huguang Quantum nacheinander Simulatoren wie SOFT und SymFT entwickelt. Der neueste SymFT erreicht bei der Simulation von Oberflächencode-Schaltkreisen auf einem einzelnen CPU-Kern eine Leistungssteigerung von etwa dem 2,5-fachen im Vergleich zum internationalen Mainstream-Simulator Stim, und in Szenarien wie der Kultivierung von magischen Zuständen eine maximale Steigerung von 3,51-fachem im Vergleich zu Clifft.

Darüber hinaus arbeitet das Unternehmen derzeit mit inländischen GPU-Unternehmen zusammen, um die gesamte Software auf heimische GPUs zu portieren. Die Portierung des Simulators der ersten Phase hat bei mehreren Rechenbeispielen ein Leistungsniveau erreicht, das dem von Nvidias Lösungen nahekommt, und der Verbrauch des Grafikspeichers in einigen Szenarien beträgt weniger als 10% des letzteren.

Auf der Seite der Anwendungsdienste betreibt es die Huguang Quantum Cloud-Plattform und die Quanten-Maschinelles-Lernen-Plattform und bietet Lösungen wie Quantenchemie-Simulation, Arzneimittel-Screening, kombinatorische Optimierung und Risikomodellierung in Szenarien wie Finanzen, Medizin, Energie, Materialien, Raumfahrt und Logistik an.

Derzeit ist Huguang Quantum das einzige Quanten-Softwareunternehmen in China, das mehrere Chip-Pfade abdeckt und die gesamte Kette "Hardwarewerkzeuge – Programmentwicklung – Cloud-Anwendungen" durchläuft. Die Software wurde auf Mainstream-Quanten-Systemen wie QuantumCTek (Supraleitung) und Huayi Quantum (Ionenfalle) bereitgestellt, zu den Kunden gehören China Telecom Quantum, China Mobile Cloud Co., Ltd. und Sinopec.

In der Richtung der Integration von Quanten und KI baut Huguang Quantum derzeit ein System auf, mit dem Quantenprogramme in natürlicher Sprache geschrieben werden können: Die intelligente Algorithmusschicht ist für das Verständnis von Anforderungen und die Auswahl von Algorithmen zuständig; das große Modell isQCDer wandelt die Lösung in isQ-Programme um, wobei die aktuelle Kompilierungsrate 98% erreicht; die Agent-Ausführungsschicht ruft Werkzeuge zur Überprüfung und automatischen Reparatur auf.

Was den Entwicklungsrhythmus betrifft, so machen die F&E-Investitionen des Unternehmens etwa 80% des Umsatzes aus, das Unternehmen befindet sich insgesamt im Punkt des Gewinn- und Verlustausgleichs, und das Softwaregeschäft verzeichnet seit seiner Gründung ein rasantes Wachstum.

Ying Shenggang erklärte Hard Krypton, dass das Unternehmen nach der A+ Finanzierung in drei Richtungen investieren wird: Erstens die Förderung der integrierten Entwicklung von Quanten und KI, um die Unabhängigkeit und Kontrollierbarkeit der heimischen Rechenleistung weiter zu verbessern; zweitens die kontinuierliche Einstellung von Fachkräften in den Bereichen Quantenprogrammtheorie, Quanten-EDA und Systemsoftware; drittens die Verstärkung der gemeinsamen Forschung und Entwicklung in Bereichen wie verteilter Chip und neue Mess- und Steuerungsarchitektur, um die rasante Entwicklung der Quantenhardware zu unterstützen.

Im Folgenden finden Sie Teile des von Hard Krypton durchgeführten Interviews mit dem Gründer und Vorsitzenden Ying Shenggang (redigierte Fassung):

Hard Krypton: Welche Rolle spielt Quantensoftware in der gesamten industriellen Kette des Quantencomputings? Warum wird sie als "Engpass"-Glied bezeichnet?

Ying Shenggang: Quantensoftware ist das zentrale Bindeglied, das Hardware und Anwendungen verbindet. Derzeit gibt es viele Hardwarepfade, Supraleitung, Ionenfalle, neutrale Atome und Photonenquant konkurrieren parallel, aber ohne Software sind diese Hardware nur eine Reihe von physikalischen Bauteilen, die von Entwicklern nicht genutzt werden können.

Unser Compiler funktioniert wie der C++-Compiler im klassischen Computing und übernimmt eine verbindende Rolle: Nach oben unterstützt er die Entwicklung von Quantenanwendungsalgorithmen, nach unten verbindet er sich mit verschiedener Hardware. Derzeit sind wir eines der wenigen Quanten-Softwareunternehmen in China, das mehrere Chip-Pfade abdeckt und die gesamte Kette "Hardwarewerkzeuge – Programmentwicklung – Cloud-Anwendungen" durchläuft. Dieses Glied besitzt keine direkten Qubits, aber es bestimmt, ob ein Quantencomputer von Entwicklern tatsächlich genutzt werden kann.

Hard Krypton: Wie lauten die aktuellen Fortschritte auf der Ebene der Kommerzialisierung?

Ying Shenggang: Viele unserer Kernsoftwareprodukte sind von der technischen Forschung und Entwicklung zur tatsächlichen Auslieferung und industriellen Zusammenarbeit übergegangen. Produkte wie Quanten-EDA, Chipdefekterkennung und Quantenmessung und -steuerung wurden an Forschungseinrichtungen, Einheiten im Zusammenhang mit Quantenhardware und industrielle Kunden ausgeliefert; Quantencompiler, Hochleistungs-Simulatoren, Quanten-Cloud-Plattform und Quanten-Maschinelles-Lernen-Plattform wurden in tatsächlichen Quantencomputersystemen und Kundenprojekten bereitgestellt und angewendet.

Gleichzeitig setzen wir Quantenalgorithmen und Anwendungslösungen in Bereichen wie Finanzen, Medizin, Industrie und Energie um. Man muss objektiv sagen, dass sich die gesamte Branche in der Kommerzialisierung noch in der Phase der Anwendungserkundung befindet. Die Bestellungen von Unternehmen und Universitäten werden in den nächsten Jahren allmählich zunehmen, aber eine großflächige kommerzielle Umsetzung ist noch nicht vollständig erreicht. Wir arbeiten mit mehr Quantencomputing-Hardwareunternehmen zusammen und unterzeichnen strategische Kooperationsvereinbarungen mit mehreren Mainstream-Hardwareherstellern, gefolgt von integrierten Verkäufen von Hardware und Software.

Hard Krypton: Aus der Sicht der Branchenveränderung, welche offensichtlichen Trends haben Sie beobachtet?

Ying Shenggang: Der Rückfluss von Fachkräften ist deutlich, mehr im Ausland studierte Personen sind bereit, nach China zurückzukehren. Auf der Anwendungsebene beginnen Unternehmen in Szenarien wie Meteorologie, Finanzen, Energie, Elektrizität, Verkehr und Biomedizin mit der Erkundung.

Auf dem Gebiet der verteilten Chips ist weiterhin eine Chip-Koordination erforderlich, wir werden zuerst die Theorie und die Softwareentwicklung gut umsetzen. Darüber hinaus fördert das Unternehmen auch das "integrierte Gerät für die Integration von Quanten und Intelligenz", bei dem die gesamte Software auf heimischen Workstations oder Servern bereitgestellt wird, um Forschung und Lehre sowie F&E-Abteilungen von Unternehmen zu bedienen.

Standpunkt des Investors:

Chain Leader Fund von China Mobile: Quantencomputing ist zu einem Kernbereich des wissenschaftlich-technischen Wettbewerbs verschiedener Länder geworden, China befindet sich in einem entscheidenden "Fenster zur Aufholjagd". Die grundlegende Quantensoftware ist ein wichtiges Glied zur Förderung der Entwicklung des Quantencomputings und bildet das zentrale Bindeglied zwischen Hardware und Anwendungen. Huguang Quantum profitiert von der tiefen theoretischen Akkumulation des Instituts für Software der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und weist einen bemerkenswerten Seltenheitswert auf. Die von dem Team veröffentlichten Kerntechnischen Ergebnisse (Quantenprogramm-Theorembeweiser) befinden sich auf internationalem Spitzenniveau, und die Quantenprogrammiersprache isQ sowie die Compiler-Produkte bilden eine differenzierte Positionierung zu internationalen Giganten wie IBM und Google. Durch diese Investition koordiniert der Chain Leader Fund von China Mobile das Quanten-Industrieökosystem von China Mobile, hilft dem Unternehmen langfristig, seltene Fachkräfte der Quantenindustrie zu sammeln und seine Fähigkeiten zur Produktverbesserung zu vervollständigen. Es fördert zudem die Schlüsseltechnologien der unteren Schichten mit Kapital aus langfristiger Perspektive, setzt sich dafür ein, dass China in die erste globale Ebene des Quantencomputings aufsteigt, und legt eine solide Grundlage für die technische Souveränität im Rechenleistungswettbewerb des Zeitalters der künstlichen Intelligenz, um die strategische Hochburg des zukünftigen wissenschaftlich-technischen Wettbewerbs zu erobern.