量子計算追逐賽：IonQ與霍尼韋爾誰是第一？

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最強大的量子計算機；

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宣布推出史上最強量子計算機。

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

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「 」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。