量子計算追逐賽:IonQ與霍尼韋爾誰是第一?

2020-12-26 北方網

  IonQ與霍尼韋爾似乎在競爭中達成了某種默契,於近日先後公布了各自在量子計算方面的新突破。

  霍尼韋爾:實現QV128

  9月底,霍尼韋爾突然宣布,其離子阱量子計算機實現了128個量子體積(QV),並公布了相關數據。

  上圖顯示了霍尼韋爾量子解決方案的量子體積測試的突破性成果,以及每個測試通過的日期。所有測試均高於2/3閾值以通過相應的量子體積。

  該系統成功通過了QV128測試,在71.78%的時間內輸出了重大結果,高於2/3閾值,置信度為99.934%。對於全連接量子比特,平均單量子比特保真度為99.97% ,平均兩量子門保真度為99.54% 。

  在量子計算領域,霍尼韋爾可謂是一匹黑馬:

  2020年3月,宣布將在接下來的3個月內發布世界上功能強大的量子計算機;

  2020年6月,發布QV64的量子計算機

  2020年9月,發布QV128的量子計算機

  從目前來看,霍尼韋爾每3個月就要「搞事情」,並且計劃未來五年內,每年將其離子阱量子計算機的量子體積增加10倍。

  霍尼韋爾量子解決方案總裁Tony Uttley表示:霍尼韋爾致力於塑造和加速量子計算的發展,並將其功能帶給我們的客戶。

  目前,霍尼韋爾的量子計算機系統可以通過霍尼韋爾或Microsoft Azure Quantum訪問。除了提供高保真度、全連接的量子比特外,霍尼韋爾的系統還具有獨特的中間線路測量能力,使用戶能夠探索新的量子算法,並大大減少某些算法所需的量子比特數量。

  IonQ:突破QV400萬

  你方唱罷我登場,僅隔一天,IonQ宣布推出史上強量子計算機。

  該計算機具有32個「完美的」量子比特,門誤差極低,預期其量子體積超過400萬,遠超霍尼韋爾,IonQ將在「未來幾個月內」發布其新的詳細參數和整個過程。

  IonQ 執行長兼總裁 Peter Chapman 表示,IonQ將當代硬體的量子比特倉 11 位提升到了 32 位。不過更重要的是,他們提升了使用全部 32 個量子比特所需的保真度。IonQ 的目標是讓量子比特數年均至少翻一番,基於此,那些未積極擁抱量子計算的企業將面臨被競爭對手拋在身後的風險。

  成立於2015年的IonQ,致力於研發離子阱量子計算機,去年獲得了由三星和Mubadala領投的5500萬美元融資。

  受追捧的離子阱技術

  量子計算技術仍處於發展的初期,各國都在探索量子計算的具體實現路徑,主要路線有離子阱、超導量子電路、半導體量子點、量子拓撲等,霍尼韋爾和IonQ都採用的離子阱路線。

  目前國內研究離子阱量子計算機的機構和企業很少,BAT等國內科技巨頭主要側重於量子計算算法、軟體等方面的研發,啟科量子在離子阱量子計算機系統研製方面有20多年的技術積累及實踐經驗,能設計搭建可擴展的量子計算機架構及研發相關系統的關鍵設備,啟科量子離子阱可擴展分布式量子計算機「天算1號」,計劃將在2~3年內完成。

  「天算1號」量子計算機實驗室原型(離子阱分布式全糾纏)

  與其他路線相比,離子阱離子阱的優勢在於

  1)單個或幾個離子是乾淨的無雜質系統,量子相干時間很長;

  2)能夠執行高保真度的量子態測量與量子門操作;

  3)無須超級稀釋制冷機,可以在室溫下工作

  4)理論上任意兩個量子比特(離子)都存在可控的相互作用,形成獨特的全連接性。

  囚禁離子還可以發送糾纏光子,實現分布式量子計算或者量子計算機網絡。

  離子阱也獲得了越來越多企業的認可,微軟與霍尼韋爾、IonQ等合作開發量子計算系統,用戶通過微軟Azure Quantum,可以訪問霍尼韋爾、IonQ開發的量子計算機;IBM Qiskit 量子計算開發框架支持AQT公司的離子阱技術;Amazon Braket 提供對多種不同類型量子計算機的訪問服務,允許用戶通過 Braket訪問IonQ的後端系統。

  近日,在一場關於「量子計算技術的未來」的探討中,IonQ執行長對離子阱技術充滿樂觀,不僅將在未來推出機架式量子計算機,並認為全球將可能在5年內實現臺式量子計算機。包括啟科量子在內的企業,將全力以赴推動離子阱量子計算機的研發,推動量子計算機的商業化應用,推動全球科技發展。

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