合作单位

中国移动通信集团广东有限公司广州分公司

中移湾区（广东）创新研究院有限公司

中移（苏州）软件技术有限公司

北京玻色量子科技有限公司

赛题简介

由中国移动通信集团广东有限公司广州分公司、中移湾区（广东）创新研究院有限公司、中移（苏州）软件技术有限公司及北京玻色量子科技有限公司联合出题，本赛题聚焦量子计算的颠覆性算力，鼓励探索“量子+AI”、“量子+各行业领域”等“量子+”场景应用。参赛者需设计高效的量子计算方案，以突破经典计算瓶颈，解决场景中高复杂度计算问题。邀您共拓量子优势，引领未来算力革命！

赛题背景

“十五五”规划明确将量子计算等新科技纳入重点发展领域，尤其突出量子技术与人工智能的融合应用，推动科技成果转化应用，“量子+各领域”生态已成为量子科技发展的核心趋势，该领域也面临百万级人才缺口。当前智能科学快速发展，人工智能与自然科学研究与产业实践中对高效计算、复杂建模和精准优化的需求日益迫切。专用量子计算机（面向特定问题求解，多采用非通用量子线路架构）如相干光量子计算机，其在求解伊辛问题、QUBO组合优化、玻尔兹曼采样及复杂高维系统搜索方面具备独特优势；通用量子计算机（遵循量子线路/量子门模型，如部分以超导、离子阱为核心技术路线的量子计算机等）则在通用量子算法、量子线路模拟与通用量子门操作上具备基础能力；二者均可可有效突破传统计算在处理高维、多约束、非线性问题时的瓶颈。

比赛任务

本赛题聚焦量子计算前沿应用，以相干光量子计算为核心特色方向，全面兼容并支持通用量子计算机技术路线，面向科学研究与产业应用两大方向，鼓励参赛者探索量子计算在人工智能及各类实际场景的创新应用。参赛团队以相干光量子计算机真机、Kaiwu SDK 模拟退火算法为核心基础求解工具，同步选用通用量子计算机及 WuYue SDK 开展协同解题与方案对比，将具体任务转化为量子设备可处理的优化、采样与量子算法问题。赛事旨在验证基于量子计算的求解方案在目标场景中的有效性，通过多技术路线量子算法与经典计算机算法的对比，明晰量子求解在效率、精度、求解质量等方面的优势，形成可落地、可验证的解决方案。具体目标场景如下：

1）人工智能大模型应用场景：

• 人工智能算法或算子的量子迁移：如特征筛选、PCA降维、多头注意力机制、可解释性、生成等问题。

• 大模型：构建量子计算嵌入大模型的理论模型与关键算法框架，研究复杂分布建模、关键算子优化、结构搜索与模型压缩等核心问题，形成适用于大模型关键任务的量子算法或量子-经典混合算法框架。解决量子能力在模型压缩、隐变量生成建模、注意力增强、强化学习搜索优化等方向的嵌入机制与实现路径。

• 大模型效率提升的实际效果优化
  面向大模型训练、推理、剪枝、蒸馏、提示词优化、策略搜索等代表性任务，开展实验研究与系统评测。

2）AI for Science应用场景：

围绕自然科学研究中的关键问题，利用量子计算天然适配量子系统模拟、高效处理高维数据与组合优化问题能力，探索量子增强的科学发现路径，具体方向包括但不限于：

• 生物医药领域：药物分子筛选与多目标优化、药物靶点发现与作用机制分析、药物合成路线优化等。

• 生物信息领域：单细胞数据高维解析与细胞状态识别、基因调控网络挖掘、酶与蛋白的从头设计及活性/稳定性/选择性优化等。

• 材料科学领域：新型功能材料与储能材料的逆向设计、半导体与催化材料的结构—性能关联建模、材料合成参数优化等、材料导热行为的建模模拟；

3）玻尔兹曼采样专项场景：

聚焦玻尔兹曼采样的核心技术落地，结合科学研究需求设计采样任务，利用Kaiwu SDK和相干光量子计算机的玻尔兹曼采样能力解决高维、复杂概率分布下的科学问题，具体方向包括但不限于：

• 高分子材料/生物大分子的构象采样与动力学模拟：如蛋白质折叠路径采样、高分子链构型分布预测。

• 化学体系的反应路径概率建模与反应机制推断：如多步化学反应的中间态概率分布采样、催化反应过渡态识别。

4）行业解决方案类：

围绕产业实践中的复杂运筹优化问题，利用量子计算指数级并行计算能力，提升决策效率与优化效果，具体方向包括但不限于：

• 通信场景：天线波束赋形优化、算力调度

• 脑机接口：脑电标志物筛选、逆运动学求解

• 生命科技：基因预测、多肽筛选

• 电力领域：潮流计算、机组组合优化、虚拟电厂

• 农业领域：如微生物发酵、基因组学与代谢组学

• 制药领域：mRNA序列预测、药物设计、单细胞轨迹分析、酶的从头设计

• 金融领域：资产组合优化、风险定价与管控、量化交易策略优化

• 物流领域：路径规划与调度优化、仓储布局优化

• 交通领域：车辆排班、路径优化等领域场景

• 其他场景：生产调度优化、资源分配优化、组合优化类经典问题的量子求解

• 数学问题：模拟、偏微分方程、有限元、密度泛函、NP难问题、大规模复杂计算问题

其他补充

一、赛题目标与提交材料要求：

题目以算法实现为核心竞赛目标，重点关注在人工智能及其他学术问题与量子计算结合思路、以及真机测试结果。要求算法设计完善，真机测试与传统方法效果有明显优势，需具备可操作性和创新性，避免空泛设计，达到发表学术论文的成果。 参赛团队需明确比赛报告场景，可结合自身学术背景、或搜索现有论文，将论文采用量子方法进行建模、计算，并得出真机测试数据。 报告提交要求：论文正文、支撑材料、跨技术路线验证分析报告（可选）。 论文正文要求：为PDF格式报告，20页左右，包含：问题背景简述、问题QUBO建模思路与方法或KPP调用思路与方法、模型与算法的建立与求解、求解结果与结论、求解流程、时长、经典算法对比、模型亮点创新点、建模代码、求解结果等； 论文支撑材料包括：程序源代码（Python）、数据文件（原始数据、处理后数据）、运行说明文件（readme.md其他图表附件等； 跨技术路线验证分析报告（可选）：可选的真机/跨技术路线对比分析报告。 参赛团队必须采用相干光量子计算机路线，通过 Kaiwu SDK 完成核心求解；在此基础上，支持同步选用通用量子计算机方案开展协同解题或方案对比，可获得额外加分。若选用通用量子计算机方案，需基于 WuYue SDK 完成量子门操作、量子线路模拟及通用量子算法构建。 支持使用量子计算机真机求解，可获得额外加分。量子计算机真机调用方式可参阅 Kaiwu SDK和 WuYue SDK 用户文档。特别注意！！若使用量子计算机真机完成求解，需提供真机调用证明，未使用真机不影响基础评审。

二、提交要求
报告提交：提交报告正文需提交在大赛官网指定提交处，支撑材料作为附件提交。 作品代码： 如选择使用Kaiwu-PyTorch-Plugin的GitHub仓库中提供的代码，请在该网址github.com/qboson/kaiwu-pytorch-plugin，fork代码，并star。 如选用通用量子计算机方案解题，需在https://gitee.com/OpenWuYue/WuYueSDK 完成代码 fork 并 star，并在报告中注明。

三、资料参考

资料参考：统一通过移动云开发者社区（https://ecloud.10086.cn/api/query/developer/user/home.html?ticket=ST-7179-Jhem0Myd4NmqdlwEK4He-cas01.example.org#forum@platehomepage?mplate_id=8d4b3b9aeb664ae1bca734f79af6a2fe ）获取，包含 Kaiwu SDK、WuYue SDK 下载、建模教程、量子云平台使用教程、玻尔兹曼采样、通用量子算法调用代码及过往论文解读、开发文档等全部学习资源。 真机资源可选项：550量子比特相干光量子计算机、1000量子比特相干光量子计算机、4台百比特规模超导量子计算机。以上真机算力资源不限额提供，详细资源信息可通过移动云五岳纪元量子云平台（https://ecloud.10086.cn/portal/product/WYQCLOUD） 查看。

四、注意事项
参赛作品需为原创，严禁抄袭、剽窃他人成果，一经发现取消参赛资格。 团队可结合Kaiwu SDK官方文档、相干光量子计算相关技术文献、开源工具开展研究，需在报告中明确标注引用来源。 大赛组委会将组织专家对参赛作品进行评审，评审标准严格按照本赛题评分规则执行，评审结果将在官方平台公示。 参赛团队需配合组委会的评审答疑工作，及时提供相关补充材料。 参赛作品必须为参赛者原创，严禁抄袭、盗用他人成果，严禁使用各类人工智能大模型（含但不限于ChatGPT、文心一言等）生成作品核心内容（包括算法代码、说明文档等），一经核查发现违规，立即取消参赛资格及所有奖项，情节严重者将纳入赛事黑名单。

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