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“Ising”模型赋能量子计算 中国伊辛技术开辟新路径

“Ising”模型赋能量子计算 中国伊辛技术开辟新路径
2026-04-22 16:28:55 来源:今日热点网

(图片来源于公开资料)

2026年4月14日,全球AI与算力巨头NVIDIA(英伟达)正式官宣重磅技术突破,推出全球首个面向量子计算的开源AI模型家族——“Ising”(伊辛),引爆全球量子计算与人工智能领域。据悉,该模型家族已同步开源至GitHub和Hugging Face平台,免费向全球科研机构、企业及开发者开放全部代码与工具,直指量子计算产业化落地的两大核心痛点——量子处理器校准与量子纠错,为量子计算从实验室走向实用化按下“加速键”。

就在全球目光聚焦于这一量子AI里程碑之际,中国企业在量子计算及相关AI算力领域也展现出了积极表现,比如,同样以伊辛命名的,由中国科学院半导体研究所孵化的北京伊辛智能科技有限公司(简称“伊辛智能”),就是一家专注于光电融合伊辛专用计算架构研发与产业化的高科技企业。此外,还有‌本源量子、国盾量子、图灵量子、弧光量子等,中国对“AI+量子”融合高度重视与主动布局,表明中国正积极融入全球量子计算生态,通过原创技术与自主创新提升竞争力。

(图片来源于公开资料)

英伟达Ising开源模型问世,为量子计算实用化突破开局

NVIDIA此次发布的Ising开源模型,之所以能引发全球关注,核心在于其精准切中了当前量子计算落地的最大瓶颈。长期以来,量子计算虽理论前景广阔,但始终面临“5年魔咒”的预期落差,其中最大的阻碍在于量子比特极其脆弱且容易出错——当前最先进的量子处理器每进行1000次操作就可能出错一次,而规模化应用要求错误率降至万亿分之一以下。英伟达的“Ising”模型正是针对两大核心痛点——量子处理器校准与量子纠错,给出了极具工业可行性的答案。

据了解,“Ising校准模型”是一个拥有350亿参数的视觉语言模型,能够快速解读量子处理器的测量数据并作出实时响应,将原本需要数天的校准工作缩短至数小时。而“Ising解码模型”则包含两个3D卷积神经网络变体,分别针对速度与精度优化。实测数据显示,相较于当前开源行业标准pyMatching,该解码模型在运行速度上最高提升约2.5倍,解码准确率最高提升约3倍。

英伟达创始人兼CEO黄仁勋对此寄予厚望:“人工智能对于让量子计算变得实用至关重要。借助Ising,AI将成为量子计算机的控制层,也就是量子机器的操作系统,把脆弱的量子比特转变为可扩展且可靠的量子GPU系统。”

值得一提的是,英伟达特意选择“Ising”来命名这一划时代模型,以极高敬意回望了统计物理学的百年里程碑——伊辛模型(Ising Model)。伊辛模型由德国物理学家威廉·楞次于1920年提出,后由其学生恩斯特·伊辛完成一维严格求解并正式定名,以极简的自旋二态系统精准刻画了复杂物理系统的相变与协同行为。

面对英伟达这一突破,国内很多科技企业也做出了深度解读,记者观察到,北京伊辛智能科技从专业视角提出了解读:逻辑门型量子计算与伊辛型量子计算并非对立,而是构成了类似经典计算中“CPU”与“GPU”的深度互补格局。逻辑门型通用性更强,类似“CPU”执行复杂算法结构;而伊辛型作为专用计算,类似于“GPU”,通过将实际问题映射为伊辛模型的能量函数,让物理系统自然演化至能量最低态获得最优解。英伟达当年正是凭借专为并行计算设计的GPU,在通用CPU的包围中杀出血路,最终统治了AI算力时代;如今以“Ising”命名其量子AI模型,恰恰印证了科技巨头对伊辛型专用计算路线无可替代的战略价值的精准判断。

此外,记者还了解到,伊辛模型的核心价值在于其对NP-hard问题的求解能力。据哈佛大学学者Andrew Lucas的研究证明,几乎所有极其复杂的工业组合优化难题(即NP-hard问题),都可以多项式映射为伊辛模型的求解问题。这意味着,无论是金融投资组合优化、交通路径规划,还是AI大模型训练中的权重更新、新药分子对接,只要能转化为伊辛模型求解,就有望打破传统冯·诺依曼架构在算力和能耗上的极限,这也是伊辛模型能够成为量子计算与产业应用连接桥梁的核心原因。

英伟达的Ising模型解决了量子计算的“软件痛点”,而北京伊辛智能则在“硬件实现”层面走出了中国原创路径。

伊辛智能光电融合技术领跑全球,硬核算力赋能千行百业

当英伟达以软件和算法定义量子计算的控制层时,伊辛智能科技有限公司则在硬核的物理实现层面,以中国原创技术走出了截然不同的差异化路径。

据资料显示,北京伊辛智能成立于2024年3月,走的是中国自主研发的技术路线,其核心产品——光电伊辛机,是一种基于微波光子学与伊辛模型的专用求解计算系统。据了解,该系统不依赖先进制程,是一种非“冯·诺依曼架构”的全新计算范式,具备同时实现大自旋规模数、长相干时间、可灵活编程三大实用化特征的突出优势。同时,记者也了解到,伊辛智能在光电伊辛机研发领域已实现了多项核心突破,关键性能指标达到国际先进水平。

在全球伊辛机主流技术路线中,加拿大主攻量子退火路线,美日则深耕光学参量振荡(OPO)路线。伊辛智能开创并验证了一条国际独有的“光电融合”新路径。其原理可通俗理解为“让物理系统自己找答案”:通过构建特定物理系统,使其自发演化至低能量状态——而这一稳定状态恰好对应优化问题的优质解。凭借物理系统底层机理与待解问题数学本质的深度匹配,伊辛机成功绕开了传统算法暴力遍历海量解空间的低效模式,较传统算法求解速率可实现3至5个数量级的惊人提升。

硬核科技的实力,需要用最严苛的数据标尺来衡量,经中国计量科学研究院权威鉴定,伊辛智能自主研发的光电伊辛机取得了里程碑式的性能突破:全连接自旋数达4200个(核心机型可达4096个),支持千变量级复杂问题的高效求解,在全球同类设备中处于绝对领先地位;室温相干稳定时间长达91分钟,部分机型单次极致稳定运行时间可达1.5小时,降低了设备对高稳环境的依赖,在稳定性能指标上取得了关键进展。

据了解,这两项核心指标不仅标志着中国自主研发的“光电融合”技术路线,成功实现对全球主流伊辛技术路线部分核心指标的突破,更展现出在解决特定组合优化问题上的独特优势,为大规模优化难题提供了新的硬件求解思路。

伊辛智能发展战略架构图 (图片来源于公开资料)

记者了解到,当前,量子计算已成为全球科技竞争的核心赛道,也是我国“十五五”规划重点布局的前沿科技领域之一,加快量子计算技术研发与产业化,对于提升我国科技核心竞争力、实现高水平科技自立自强具有重要意义。据悉,以伊辛智能为代表的众多国内量子计算应用企业正在响应政策的号召聚焦该领域,未来,伊辛智能将面向金融科技领域实现多类金融问题数学建模-光电伊辛机求解-导出优化方案的验证闭环,计划在未来三年内打通伊辛机与传统计算机数据连接通道,构建传统计算机-光电伊辛机集群计算范式,为我国众多领域的大规模优化问题求解提供超大算力支持。

最后,记者希望,这些算力发展将为我国量子计算产业提供节能、高效、自主可控的全新方案,助力我国在量子计算领域实现自主可控与创新突破。(文/邱玥)

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