国家标准计划《量子计算系统性能测试方法》由 TC578（全国量子计算与测量标准化技术委员会）归口 ，主管部门为国家标准委。
主要起草单位 中国科学技术大学 、合肥国家实验室 、济南量子技术研究院 、科大国盾量子技术股份有限公司 、无锡江南计算技术研究所 。
| 35 信息技术、办公机械 |
| 35.240 信息技术应用 |
| 35.240.01 信息技术应用综合 |
| 编号 | 语种 | 翻译承担单位 | 国内外需求情况 |
|---|---|---|---|
| 1 | EN | 中国科学技术大学 | 1.ISO/IEC（国际标准组织/国际电工协会） 2018年，国际电工委员会第一联合技术委员会（ISO/IEC JTC 1）在量子计算方面成立了两个研究工作组，分别是SG2和SC7/SG 1。2020年ISO/IEC JTC 1成立WG14量子信息技术工作组，开展量子计算领域标准研究工作，已立项量子计算技术和词汇标准，量子计算简介技术报告，量子计算服务平台框架、量子机器学习数据集等预研项目。2024年1月，ISO和IEC成立量子技术联合技术委员会（ISO/IEC JTC 3）。目前上述组织没有量子计算性能指标和测试方法相关的标准项目。 2.IEEE（国际电子电气工程师协会） 目前，IEEE 有8个工作项目在进行量子计算的标准化研究。在澄清概念，定义术语，识别标准化需求并提供性能指标和基准的同时，还关注量子计算机和量子模拟器的功能架构、算法开发设计和计算能效测试等方面内容，和《量子计算系统性能指标与评测方法》标准最相关两项标准分别是：（1）IEEE于2018年批准立项的P7130项目《量子技术定义标准》，该项目的目标是为可用于标准化硬件和软件定义的量子技术提供通用术语，目前处于批准研究（PAR）阶段；（2）IEEE于2018年批准立项的P7131项目《量子计算性能指标和性能基准测试标准》，该项目涵盖了用于标准化量子计算硬件和软件性能基准的量子计算性能指标，目前处于批准研究（PAR）阶段。 3.TC 578（全国量子计算与测量标准化技术委员会） TC 578是我国首个量子信息技术领域的国家级标准化技术委员会，承担全国量子计算与测量领域标准化技术归口，包括标准化工作政策和措施建议的提出、国家标准体系编制、国家标准制修订、国际标准化发展趋势跟踪研究等任务，其于2023年5月发布了我国量子计算领域首个国家标准《量子计算 术语和定义》(GB/T 42565-2023)，规范了量子计算通用基础、硬件、软件及应用方面相关的术语和定义。该项标准为《量子计算系统性能指标与评测方法》标准的研制提供了术语指导。 综上所述，量子计算领域的标准化工作正处于起步阶段，同时针对超导量子计算的标准化工作尚在探索，开展该项国家标准外文版的研制，有利于加快我国量子计算技术相关成果的输出，推动领域共性技术发展，填补国际上该领域标准的空白，也对确立我国在量子计算标准化领域的国际地位起到重要支撑作用。 |
量子计算是通过调控量子信息单元实现计算目标的的新型计算模式，在特定问题上能提供指数级加速，因此能够求解一些用经典计算机很难求解或无法求解的计算问题，将从根本上改变信息处理的格局，对国家的军事、金融和国防等信息安全领域产生颠覆性的影响，在人工智能、大数据处理和科研等方面也将产生革命性的变革，是未来算力突破的重要研究方向。
与之对应的经典计算在过去的近100年里，已经经历了多轮激烈的技术竞争与标准竞争，引前车之鉴，本次量子计算新型计算技术的兴起，更是引发的新一轮技术与标准的竞争。
目前量子计算的实现方式有很多种物理体系，不同物理体系各有优势和劣势。
例如：适用于所有物理体系的物理比特的弛豫时间T1指标，其定义在各体系中都是一样的，即比特由|1>态弛豫到基态|0>态的概率为1/e的时间。
但因技术方案不同，T1性能差异很大，如离子阱方案的T1目前世界领先水平可以达到百毫秒，甚至秒，而超导方案则只有几十最多一两百微秒。
而实际在计算时，离子阱的门操作时间长并行操作能力差，而超导方案的门操作时间短，还可以并行操作，所以有效T1内能完成的计算门数量很可能相差不错，故单独比较T1时间显然是不合理的。
由IBM提出的量子体积（QV）指标，没有充分考虑到比特拓扑关系的影响，使得其自身超导方案的QV增长很难，但离子阱却很容易实现很高的QV，而现阶段超导方案的综合性能能实现量子优越性，离子阱却不行。
所以不能任由各物理体系方案只强调自身优势的参数，而弱化其缺陷，使得众多方案无法可观比较。
量子计算已有多种物理体系可以实现，设立标准时需综合考虑多种物理体系方案的异同点，标准设计时已经回避了纯技术上的差异性，重点突出量子计算宏观层面，对各方案都有评估能力、对客户又能直观理解的性能指标。
如今，量子计算的规模已经实现量子优越性展示，实现了专用功能量子计算模拟机，我国更是在量子优越性和量子计算专用模拟机方面达到了世界领先水平，引领量子计算从原型走向有用。
这也正是需要制定相应性能指标和测试方法的关键时刻。
性能测试方法的缺失或不统一将导致行业用户和投资者无法对量子计算技术发展情况做出科学、客观和充分的评估，可能导致对新技术的适用性做出误判，阻碍量子计算技术的应用和产业发展。
此外，性能测试方法的缺失也导致定义混乱，不利于研究交流，阻碍技术进步。
量子计算机性能测试是量子计算机技术发展的重要组成部分。
只有建立起科学合理的测试指标和测试方法，才能更好地推动量子计算机技术的发展和应用。
本项目的研究内容对各物理实现体系都是适用的，规范的性能项目与指标都是以长远用户应用为最终目标驱动的，不受现阶段各物理体系发展水平制约。
本项目制定量子计算系统性能测试方法相关国家标准，通过建立起科学合理的评估指标和测试方法，减少相关研究和应用中的标准不统一或缺失现象，避免量子计算机性能定义混乱，测试标准不统一现象，从而推动该领域的研究、交流与技术进步，为相关领域标准化工作打下基础。
本文件描述了量子计算系统的性能指标和测量方法。 本文件适用于量子计算系统在设计、研发、生产制造及使用过程中的性能测试和评价。
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