霍尼韋爾3個月後兌現承諾做出離子阱量子計算機

2020-08-28 航空新材料



霍尼韋爾可謂是製造業的多面手,在疫情期間霍尼韋爾一直在努力生產口罩,但他可不是賣口罩的,人家是正經的多元化高科技製造企業,航空產品、汽車產品、渦輪增壓器以及特殊材料統統生產過。

今年3月,霍尼韋爾宣布3個月後將會發布世界最強量子計算機(Quantum Volume)。6月底,霍尼韋爾實現自己的豪言壯語,量子計算機公布於世,經過科學家們的堅持不懈及過硬的科學實力,目前霍尼韋爾量子計算機理應是世界上最強量子計算機,量子體積達到64,其性能是上一代量子計算機的兩倍,以至於超過了谷歌、IBM、英特爾。



量子計算是指使用量子力學現象(疊加和糾纏)進行計算。量子量是一種考慮到機器的量子位(或量子位)數量以及它們的連接性和錯誤率的度量。

霍尼韋爾量子系統

霍尼韋爾系統的核心是超高真空室。它是一個不鏽鋼球,大約相當於籃球的大小,帶有允許雷射進入的入口,從中抽出的空氣使得其真空度比外層空間少五倍。腔室內有離子阱,每個離子阱的大小都是一枚小硬幣(24.3毫米)。離子起量子位的作用。該腔室用液氦進行低溫冷卻,以使鐵阱晶片的溫度升至絕對零(-262.7°C)之上的10度。

霍尼韋爾量子解決方案總裁Tony Uttley表示:「使我們的量子計算機如此強大的原因在於,它具有最高質量的量子位和最低的錯誤率。這是使用完全相同的完全連接的量子位和精確控制的結合。」



這裡有一段摘自 honeywell 論文的簡短描述:

「該系統對量子位使用171yb + 離子,對協同冷卻使用138ba + 離子,並圍繞霍尼韋爾低溫表面陷阱構建,該陷阱能夠在多個區域任意重排離子和平行柵極操作。 作為一個最小的演示,我們使用兩個空間分離的相互作用區並行地執行任意四個量子位的量子線路。 體系結構通過各種方法在組件級和整體級進行基準測試。 單個組件包括狀態準備和測量、單量子比特門和雙量子比特門都用隨機基準測試進行特徵化。 整體測試包括並行化隨機基準測試,表明不同柵區之間的串擾可以忽略不計,利用中間電路測量實現遠程傳輸的 cnot 柵,量子體積測量為24「。

量子計算機同時研究許多潛在的結果。傳統計算位處於「 0」或「 1」狀態時,量子系統的量子位可以同時處於兩種狀態。量子計算機的這種特性稱為疊加。


傳統電子計算機是二進位計算機,用兩種電壓表示兩種狀態,比如5V電壓表示1,0V電壓表示0。然後再通過編碼,使一切的事物可以使用0、1來表述,這樣就實現了數位化。所以在傳統計算機中,每次只能做到2的一次方次也就是2次的計算。目前排名世界第一的美國「頂點」超級計算機,每秒的運算速度達到20億億次,大約就是2的57次方。而在量子計算機中,由於量子的疊加態特性,量子的狀態可以有多種存在,不再局限經典計算機中的0和1兩種狀態,而是所有的量子都可處於疊加狀態。

一旦通用型量子計算機被研發出來,人類的運算能力將發生質的變化,掀起資訊時代的新革命,這也就是為什麼各國不惜餘力去發展量子計算機的原因。「量子計算將使我們能夠應對複雜的科學和商業挑戰,推動計算能力、運營成本和速度的逐步改進,」杜瑞哲說。「材料公司將探索新的分子結構。交通運輸公司將優化物流。金融機構將需要更快、更精確的軟體應用程式。製藥公司將加快新藥的研發。霍尼韋爾正在努力推動量子計算領域的發展,並為我們的客戶創造機會,以從這項強大的新技術中受益。」

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