在學者們研究了數十年後,近年來的量子計算機似乎有了向實際應用快速發展的趨勢。在本月的 Q2B 會議上,包括谷歌、IBM、霍尼韋爾、IonQ 和 Xanadu 等在內的量子計算機製造商,紛紛介紹了其對於 2024 年的商業展望。隨著量子計算規模、性能和可靠性的持續增長,Hyperion Research 預測各企業在量子計算產品和服務上的支出有望增加兩倍以上 —— 從 2019 年的 2.5億美元、增至 2024 年的 8.3 億美元。
資料圖(來自:IBM)
麻省理工學院 Seth Lloyd 教授指出,自 1990 年代以來,我們目前仍處於量子計算的早期工業化階段。但其帶來的「巨大進步」,可與蒸汽時代為工廠、輪船和火車提供的動力相媲美。
值得一提的是,量子計算機的糾錯技術也取得了突破性的進步。作為量子計算機中存儲和處理數據的基本要素,Qubit 很容易受到外力的幹擾。
製造商仍在努力增加計算機的量子比特數,但在走向實際應用的過程中,研究人員還必須努力克服量子比特的各種限制。比如糾錯方案的引入,就是為了克服單個量子比特的挑剔性。
視頻截圖(來自:Google)
量子比特的挑剔性,很可能對計算結果造成破壞。為了構建更穩定的量子比特、以及夯實連接的基礎,量子計算機製造商們採取了與傳統晶片製造商不同的技術路線。
比如谷歌和 IBM 選擇了將超導電路冷卻到接近絕對零度的方案(比太空還要冷),霍尼韋爾選用了基於帶電鐿原子的離子陷阱方案。
英特爾的量子比特為具有自旋特性的單個電子,而 Xanadu 致力於藉助光子,讓量子處理器能夠在室溫下進行工作。
(圖自:Hyperion Research)
展望未來,谷歌量子計算負責人 Eric Lucero 預計該公司可在 2023 年實現首個邏輯量子比特,並於 2020 年代末達成 1000 個邏輯量子比特。
IBM Q Network 總監 Anthony Annunziata 表示,該公司的目標是超越現有的 65 量子比特系統(Hummingbird),並於 2021 年推出 127 量子比特的 Eagle、在 2022 年推出 433 量子比特的 Osprey、以及在 2023 年推出 1121 量子比特的 Condor 。
Xanadu 硬體主管 Zachary Vernon 則透露,目前該公司已實現 24 量子比特,並且預計可在年內迎來 40 量子比特的晶片。預計未來幾年內,量子比特數還可每隔 6~12 個月翻一番。