通过全然不同的“离子阱”技术,honeywell宣称打造世界最强大的商用量子计算机 – 十轮网-九游会官网真人游戏第一品牌

目前google、ibm等量子运算(quantum computing)先驱莫不采用transmon制造技术打造量子计算机(qc)。令人跌破眼镜的是,以空气净化器闻名于世的honeywell宣布以全然不同的“离子阱”(ion trap)技术成功制造出量子计算机,预计今年稍晚通过微软azure云计算服务提供用户访问。honeywell宣称,产品是迄今最强大的商用量子计算机。

多年来,专家致力开发各种可以运行量子算法的系统,但唯有兼顾易于操控或确保状态维持持久性等各种有用特性,才能打造出真正实用的量子运算九游会官网真人游戏第一品牌的解决方案。过去几年,许多公司找到如何制造大量固态量子位元(solid-state qubit)的方法,也即transmon制造技术,由于与现有芯片制造技术相似,因此新兴市场许多主要参与者(包括google、ibm和rigetti)都选择采用transmon技术。

但transmon也不理想,因需要控制在超低温状态,技术虽然不错,却不擅长保持状态。除了transmon,尚有另一个受看好的“离子阱”技术,如今众所周知的国防工业承承包商和材料供应商honeywell便押注打造自家量子计算机,成为量子运算市场的新成员。

离子阱式qc只需液氦制冷,transmon-based qc需复杂的稀释制冷系统

transmon量子位元工作原理是让电流在连接到某谐振器(resonator)的超导线回路循环流通,允许控制和读取电流状态。然而,超导线与谐振器都需要制造。此外,所有硬件都必须保持在极冷状态下(接近绝对零度),以便让相对较大的物体保持在量子基态下。

陷获离子(trapped ion)为这些挑战提供解决之道。实际的量子位元是由非常微量的原子形成(honeywell实例中只有两个原子)。honeywell量子九游会官网真人游戏第一品牌的解决方案总裁tony uttley强调,这彻底消除制造问题,因为每个单一设备都具备由所用原子(本例为镱ytterbium)定义的相同属性。“每个量子位元都有完美的开始,”uttley表示:“你引入的任何错误都是由于周围基础设施导致的错误。”

此外,通过激光便能让这么小的原子团簇(atomic cluster)保持冷却。尽管必须将环境保持在非常冷的状态,但不必达到transmon所需的极端低温状态。在实际案例,通过激光冷却镱离子并不容易,所以honeywell便在原有两个镱离子混入两个钡离子(barium ion),如此一来,冷却与控制更容易,环境只需保持在12k(克耳文)工作温度下即可。这样的环境确实需要液态氦(liquid helium),但不需要google和ibm硬件所需的复杂稀释制冷系统。

honeywell坚信此设备可快速扩展,并期望不根本性改变整体架构情况下,每年可增加额外量子位元。尽管与transmon设备目前运算水准相比,4个量子位元似乎仍差很远,但希望更迅速缩小差距。

与微软合作通过azure访问,与摩根大通合作开发金融专用量子运算算法

honeywell宣布此产品为“世界性能最强大的量子计算机”,是依据ibm定义“量子体积”(quantum volume)性能指标下的测试结果。经实测证明,honeywell机器不需要增加更多量子位元(google及ibm机台拥有10倍以上量子位元)就拥有比竞争对手更高的“量子体积”性能表现。

再就扩展性问题来说,uttley表示,他希望未来5年能完成“量子体积”每年增加一个级数的目标,这表示每年必须增加3~4个量子位元。若以5年计算,届时将可达约30个量子位元,尽管如此,这也只有竞争对手的一半,更别提google与ibm不但致力于降低错误率,并每隔几年就在机器增加几十个量子位元了。

若干年后,我们可能看到非常有趣的发展状况,就是honeywell在“量子体积”有很大领先优势,基于transmon硬件的竞争对手将持续拥有一个级数的更多量子位元。

honeywell已确定,大多数公司对创建运行自家液氦冷却系统所需的基础设施不感兴趣,所以允许客户通过云计算接口访问量子计算机。honeywell已与微软合作,让客户能通过azure云计算服务访问系统。

honeywell并在实机展示的机器内置可与硬件无关的方式描述量子算法的ibm开放源码工具quiskit。这也意味honeywell可开发一套量子算法,然后选择在有所需功能(高连接性或高量子位元数)的任何系统运行,以达到所需的性能表现。honeywell另外宣布,金融巨头摩根大通(jpmorgan chase)也是九游会官网真人游戏第一品牌的合作伙伴,共同探索将此系统应用至金融算法开发的可行性。

(首图来源:honeywell)

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