Tag: 量子計算機

快科技10月16日消息，近日富士康母公司鴻海集團在其官網宣布，作為未來布局3+3轉型策略的重要樞紐之一，鴻海集團正式啟用了離子阱量子計算實驗室，至此台灣首座量子電腦開發中心正式亮相。 鴻海集團在文章中表示，新啟用的離子阱量子計算實驗室由鴻海研究院耗時近2年打造完成。主要致力發展基於離子阱平台的通用型量子計算機，並投入到量子操控、光電子電路的半導體晶片等關鍵技術。 離子阱實驗室主任林俊達認為，量子計算絕對是下一代技術發展的力量源泉。但量子技術絕非是一蹴而就的，而是需要反復認錯並不斷積累經驗。這座離子阱實驗室是就是這樣一個重要的實驗場所。 在此前鴻海官方表示，預會在5年內會推出5-10 bit的開源、可編碼離子阱量子電腦，作為中長期可擴展量子電腦平台的原型。 目前而言，國際上實現量子計算的主流路徑有多個，包括超導量子計算、半導體量子計算、離子阱量子計算、原子量子計算、核自旋量子計算和拓撲量子計算等等。 在這眾多實現路徑當中，離子阱量子計算以其長相干時間和高計算精度成為實現高可靠性量子信息處理器的有力候選方案。而鴻海研究院也是在評估人力、物力及可行性後，決定投入離子阱技術的發展。 來源：快科技

摩爾定律已逼近極限，量子計算將帶領人類進入一個全新的領域。 近日， Google 在 arxiv 上發表了一篇關於量子計算機的論文，並宣稱他們的量子計算機在短短 6 秒內就完成了世界上最先進計算機 47 年的計算量。 研究論文顯示， Google 最新 Sycamore 量子處理器從 2019 年 的 53 個量子比特飛躍到了現如今的 70 個量子比特。 需要說明的是，作為量子計算機的基本信息單元，量子比特數（英語：quantum bit）是評估量子計算機運算能力的一個重要參數。量子比特數越大，計算機中的組件就越多，能夠以指數方式執行的計算就越多。 因此，新處理器量子比特數量的增加意味著其性能得到了成倍的提高，與此同時，論文也顯示，新處理器的穩健性也大約是以前的 2.41 億倍。 事實上，無論是「口頭」，還是「實際」，Google 從未放棄對量子計算機的研發。 早在...

快科技4月14日消息，在第三個“世界量子日”，量旋科技舉辦2023戰略發布會，正式推出新一代可攜式核磁量子計算機——雙子座Mini pro和三角座Mini。 作為小型化量子計算機的開創者，量旋科技三年前發布全球首款桌面型量子計算機——雙子座，後又推出桌面型量子計算機三角座、可攜式量子計算機雙子座Mini。 其中，雙子座Mini pro是一款兩比特產品，相比前代產品，在保持產品尺寸和重量不變的情況下，大幅提高了量子計算的性能，特別是量子門的保真度，將單比特門保真度從99%提升到了99.6%，雙比特門保真度從98%提升到了99.3%。對量子計算來說，這個數字變化是一個巨大的飛躍。 為了進一步擴大小型量子計算機的應用范圍，量旋科技此次還推出了三比特的可攜式量子計算機三角座Mini，長寬與普通筆記本電腦相仿，重量只有16kg，能在室溫下穩定運行。 量旋科技創始人&CEO項金根表示，為在縮小尺寸的前提下實現更好的性能，量旋科技工程師在三角座Mini的研發中投入了巨大精力，不僅將射頻系統功率增益倍數，提升到了驚人的100億倍，同時通過對磁體勻場技術進一步改進，讓系統的量子退相干時間達到一個更長時間，從而能進行更多的量子門操作。 與其他量子計算設備相比，三角座Mini 具備很多優勢，小巧便攜、一體化設計、可室溫運行、免維護且性能強大，同時支持3比特完備的量子門操作，可以自由設計量子算法，支持經典-量子混合編程，還開放了硬體底層功能。 此外，作為教育儀器，三角座Mini還內置了完善的量子計算課程和習題。 項金根表示，“我們推出可攜式核磁量子計算機的初衷，是讓每個學生都能接觸到量子計算教育，讓量子計算機不再僅僅存在於科幻中，而是成為人人都能擁有的機器。” 據快科技了解，量旋科技成立於2018年，是一家致力於量子計算產業化和普惠化的一站式解決方案服務商。依託超導量子計算機、核磁量子計算機和量子計算雲平台，為用戶提供全方位、一體化的量子計算解決方案，共同推動全球量子計算事業的發展。 來源：快科技

只花4分鍾，就破解了量子加密算法的密鑰。 用的還是一台有10年“高齡”的台式機。 完全破解也只需62分鍾，CPU單核即可搞定。 兩位魯汶大學學者基於數學理論破解量子加密算法的消息，最近轟動了密碼學界。 要知道，他們破解的算法SIKE一直以來都被寄予厚望，過去12年都無人破解。 在前不久美國公布的後量子標準算法中，它是4個候選者之一，後續很可能被加入標準算法中。 而他們使用的方法原理，其實在25年前就提出了。 這引發了微軟、亞馬遜等多家科技巨頭對SIKE的重新調查。 同時也讓不少密碼學大佬開始感慨，理解密碼系統，還是要關注數學基礎理論啊！ 一朝破解12年未被攻破的算法 如上提到的SIKE算法，是一種PQC（後量子計算）算法。 隨著量子計算的出現，很多超大計算量問題迎刃而解，但經典加密算法也受到了威脅。 比如著名的RSA算法，其2048位長的加密信息，超算需要80年才能破解，而量子計算暴力破解只要8個小時。 因此，學界提出後量子密碼的概念，來抵抗量子計算機的破解。 最近，美國國家標準技術研究所（NIST）剛剛公布了首批後量子密碼標準算法，共有4個。 SIKE等另外4個算法，被認定為是候補選手，將進入下一輪的篩選。 SIKE的全稱為Supersingular Isogeny Key Encapsulation。 這是一種利用橢圓曲線作為定理的加密算法，看上去可以由一個y?=x?+Ax+B來表述，其中A和B是數字。 該方法的關鍵之處是使用了同源（Isogenies），也就是把一條橢圓曲線的點映射到另一條橢圓曲線上。 然後，基於Supersingular Isogeny Diffie-Hellman (SIDH) 密鑰交換協議，實現後量子密鑰封裝。 該方法可以抽象為這樣一個過程： 假設有Alice和Bob兩方想要秘密交換信息，但是處於一個不安全的環境下。 Alice和Bob可以被理解為是兩個圖（graph），它們有著相同的點，但是邊不同。 其中，每個點代表一條不同的橢圓曲線，如果一條橢圓曲線能以特定方式轉化為另一條橢圓曲線，即在兩點之間畫一條邊，這條邊表示同源關系。 Alice和Bob的邊不同，意味著他們分別由不同的同源關系定義。 現在，Alice和Bob從同一個點出發，每個人沿著自己圖上的邊隨機跳躍，並且跟蹤從一個點到另一個點的路徑。 然後，兩個人公布自己到達的中間點，但是路徑保密。 再然後，二人交換位置，重復自己之前的秘密路徑，這樣一來，二人最後會到達同一個點。 這個終點由於可以被秘密確定，所以可將它作為共享密鑰。 這種加密方式最大的好處在於，即便是攻擊者知道了Alice和Bob發送給彼此的中間點，也無法得知中間的過程。 更沒法找到最終的終點。 SIDH/IKE 也被認為是最早被使用的、基於同源的加密協議之一。 但這種方法有個問題，就是它必須對外提供一個輔助扭轉點（auxiliary torsion points），也就是除了Alice和Bob公開交換位點外的一些信息。 很多破解方法都在嘗試利用這個信息，這次也是如此。 來自比利時魯汶大學的學者們，在8月5日的一篇論文中詳細解釋了破解方法。 作者Thomas Decru表示，雖然橢圓曲線是一維的，但是在數學中，它可以被可視化表示為二維或者任何維度，所以可以在這些廣義對象之間創建映射關系。 Decru和Castryck計算了Alice的起點橢圓曲線與公開發給Bob的橢圓曲線的乘積，這樣會得到一個阿貝爾曲面。 然後通過一種可以將阿貝爾曲面和橢圓曲線聯系起來的數學定理，以及輔助扭轉點的信息，他們就能找到Alice和Bob的共享密鑰。 破解中用到的關鍵定理，來自數學家恩斯特·卡尼 (Ernst Kani ) 在1997年發表的一篇論文。 在實際操作中，研究人員通過一台已經用了10年的台式機，只需4分鍾就能找到SIKE密鑰。 完全攻破SIKE算法也只用了62分鍾，而且全程只用了單核。 對此，加密算法專家Christopher Peikert表示，一般當一種加密算法被提出後，往往會立刻出現很多破解方法，但是SIKE在提出的12年來，始終沒有被破解過，直到這次“一擊即中”。 而SIKE沒有被選為PQC標準，也是因為學界擔心它還沒有被充分研究，有遭受重大攻擊的可能。 這一次，SIKE被破解的關鍵，被歸功到了對數學理論的應用。 奧克蘭大學的數學家Steven Galbraith認為，此次破解中使用的核心理論來自數學。這也在一定程度上驗證了，對於研究密碼學，數學基礎理論的積累非常重要。 SIKE的提出者之一，加拿大滑鐵盧大學教授David Jao肯定了這次工作： 雖然一開始我為SIKE被破解感到難過，但這種利用數學的破解方法實在太妙了。 同時，他也為SIKE在被大范圍部署前被破解感到慶幸。 不過，雖然SIKE被破解了，但是其他使用同源方法加密的方法（CSIDHSQsign）還沒有被破解。 值得一提的是，這不是今年第一個被破解的PQC算法。 今年2月，多變量算法Rainbow也被破解了。 蘇黎世IBM研究院的學者Ward Beullens，用自己的筆記本電腦計算了一個周末（53個小時），破解了Rainbow的密鑰。 這一算法同樣是NIST PQC標準算法的候選者之一。 來源：快科技

大家都知道傳統的電子計算機是通過電晶體開關狀態實現0、1變換的，量子計算機則是可以同時出現0、1狀態，因此計算能力更強大，但也更復雜，現在美國研究人員開始研發新的液晶計算機，它不止有0、1兩個狀態，而且要比量子計算機更簡單。 提到液晶，很多人都知道這種材料可以用於LCD面板，液晶材料由棒狀分子組成，可以流動，用於顯示屏時需要將液晶分子的所有朝向一致，除去那些朝向不同的液晶，而這恰好就是製造液晶計算機的基礎。 來自美國麻省理工學院的約恩·鄧克爾及斯洛維尼亞盧布爾雅那大學的伊格·科斯提出了這種設想，通過使用朝向不同的液晶材料來構建新的計算機。 與電子計算機的信息存儲為0、1兩種狀態不同，在液晶計算機中，信息將被轉換成一系列有缺陷的朝向，根據朝向的不同，液晶缺陷可編碼為不同的值。 電場可用來操縱分子進行基本計算，類似於普通計算機內簡單的邏輯門電路的工作方式，在所提出的新型計算機上，這些計算將顯示為在液體內傳播的波紋。 由於有多種狀態，液晶計算機比電子計算機更為強大，而且相比量子疊加狀態的量子計算機，它又沒有那麼復雜的的結構。 當然了，最後還是要說一句，這種新型結構的計算機理論上各種強大，但是距離實用化都是很遠的事，畢竟現代的電子計算機有一套成熟的生態，其他新型計算機很難顛覆，只有可能在個別領域發揮奇效。 來源：快科技

7月25日消息，據媒體報導，近日，來自奧地利因斯布魯克大學的實驗物理系托馬斯·蒙茲團隊實現了一種新型的量子計算機，它成功突破了二進位的計算模式，可使用所謂的“量子數字”執行任意計算，從而以更少的量子粒子釋放更多的計算能力。 該項研究成果發表在最新一期《自然·物理學》雜誌上。 計算機使用0和1，也就是二進位信息進行運算，“然而，量子計算機的構建模塊不僅僅是0和1”，因斯布魯克大學實驗物理學家馬丁·林保爾解釋稱，“將它們限制為二進位系統會阻礙這些設備發揮真正潛力。” 據了解，量子計算機與傳統計算機有著本質的不同，比如在因斯布魯克量子計算機中，信息存儲在單個捕獲的鈣原子中。這些原子中的每一個天然有8種不同的狀態，通常只有其中兩種用於存儲信息。 但事實上，幾乎所有現有的量子計算機都可訪問更多的量子狀態，因此新開發的量子計算機，可使用鈣原子中多達7種狀態來充分利用這些原子的潛力，並且不會降低計算機的可靠性。 來源：快科技

6月10日消息，從企查查網站獲悉，今日，華為技術有限公司公開了一項重要發明專利「一種量子晶片和計算機」，公開號CN114613758A，與2020年11月申請。 據了解，該專利涉及量子計算機領域，以解決量子晶片製作難度大、良率低等問題。 專利摘要顯示，在本申請提供的量子晶片中，以M個子晶片的方式組成量子晶片，從而會有效降低製作難度並提升製作良率；並且，當某一個子晶片出現質量缺陷時，也不會導致因質量缺陷所造成的成本大、資源浪費等問題。 百度百科資料顯示，量子晶片就是將量子線路集成在基片上，進而承載量子信息處理的功能，主要應用超導系統、半導體量子點系統、微納光子學系統等。 值得一提的是，今年4月，華為公開了一種晶片堆疊封裝及終端設備專利，申請公布號為CN114287057A，可解決因採用矽通孔技術而導致的成本高的問題。 據介紹，該專利涉及半導體技術領域，其能夠在保證供電需求的同時，解決因採用矽通孔技術而導致的成本高的問題。 來源：快科技

量子計算機是未來新型計算系統的重點之一，如何實現量子霸權——性能超過經典計算機是這個領域的重要目標。在日前SC超算大會上，清華大學教授付昊桓使用中國的神威超算模擬了量子計算機，最多可擴展到4200萬CPU核心，性能可達440億億次。 根據付昊桓教授提交的論文，他們在最新的神威超算上開發了用於RQC（隨機量子電路）的高性能矢量模擬器，可擴展到4200萬個核心，FP32單精度性能可達120億億次，混合精度性能可達440億億次。 在這台模擬量子計算機上，他們也實現了量子霸權，傳統計算機需要運算1萬年的現在這台量子計算機上只要304秒。 作為對比的話，這台模擬的量子計算機比起Google之前的Sycamore量子計算機還要慢一些，後者只需要200秒就可以完成傳統計算1萬年的性能，不過Google的Sycamore也多次被其他公司質疑。 據清華大學資料，付昊桓，男，1982年8月生。2003年7月，獲清華大學計算機系學士學位。2005年7月，獲香港城市大學計算機系碩士學位。2009年1月，獲英國倫敦帝國理工學院計算機系博士學位。 2009年3月至2010年11月，在美國史丹福大學地球物理系從事博士後研究。2010年12月至2018年7月，任清華大學地球系統科學系副教授。2018年7月起任清華大學地球系統科學系長聘教授。 2016年、2017年連續兩年獲得高性能計算應用領域最高獎「戈登？貝爾」獎。2017年獲評世界網際網路大會烏鎮峰會世界網際網路領先科技成果。 2017年獲評清華大學十大亮點成果。2018年獲江蘇省五四青年獎章榮譽。2020年獲中國青年五四獎章榮譽。 來源：快科技

為了打造更快、更強、更節能的量子計算機，新南威爾斯大學的科學家們，正努力向著這一目標前進。由澳大利亞研究委員會未來低能電子技術卓越中心（FLEET）、量子計算與通信技術卓越中心（ARC Center）、以及不列顛哥倫比亞大學（加拿大溫哥華）之間新合作的論文可知，研究人員可通過孔優化操作，在操作速度和信息一致性方面取得權衡，進而擴大微型量子計算機中的量子比特規模。 研究配圖 - 1：二維空穴氣體中的原型雙量子點（來自：Quantum Information） 據悉，製造量子比特的一種方法，就是利用電子的「自旋」特性（可以指向上方或下方），為了讓量子計算機盡可能快速和強大，研究團隊還選用了基於普通電極的純電場操作方案。 研究配圖 - 2：量子比特的塞曼分裂 新南威爾斯大學物理學院副教授 Dimi Culcer 表示：「理論研究表明，我們可通過使用空穴來解決這方面的問題。空穴可被認為是沒有電子，但又表現得像帶由正電荷的電子」。 研究配圖 - 3：移相時間 通過這種方式，研究團隊得以讓量子比特在面對源自固體背景的電荷波動時，具有不錯的魯棒性。此外量子比特對這種噪聲最不敏感的「甜蜜點」，也是它能夠以最快速度運行的關鍵。 研究配圖 - 4：弛豫和 EDSR Rabi 時間 Dimi Culcer 補充道：「這項研究預測了在每個由空穴組成的量子比特中的這一『甜蜜點』的存在，進而為相關研究人員在其實驗室中達成這一目標而提供了一套指導方針」。 來源：cnBeta

9月17日消息，據媒體報導，研究人員最近利用量子計算機創造出了一種全新物態——時間晶體。時間晶體可以在兩種狀態之間永遠循環下去，而不損失任何能量，因此成功迴避了最重要的物理學定義之一——熱力學第二定律。該定律指出，一個孤立系統的無序性（即「熵」）必定永遠處於遞增狀態。而這種神奇的時間晶體則可以始終維持穩定，盡管一直處於變化之中，但不會解散為隨機狀態。 ...

量子計算機是未來一二十年中科技制高點，現在各國都研發新一代量子計算機。對於這種計算機，之前有傳聞量子計算可以輕松攻克密碼，不過美國NSA國家安全局否認有這個可能。 量子計算機跟當前的電子計算機原理不同，一方面是量子計算的性能更強大，理論上可以同時是0、1，所以計算能力是完全不同的，已經有量子計算機號稱實現了量子霸權——量子計算機的性能完全超越傳統計算機。 除了性能強大，量子計算機還有一個神話，那就是解密能力，隨著計算性能的指數級增長，再強的密碼也可以被量子計算機攻破，甚至是秒破——只要性能足夠好。 不過量子計算機攻破一切密碼的傳說並不被所有人認可，掌握美國最安全機密的NSA國家安全局日前罕見談到了這個問題，稱沒有發現什麼嚴重問題，特別是公鑰密碼上。 NSA表示，他們不確定什麼時候或者是否能夠出現這種性能足夠強大的量子計算機，足以讓公鑰密碼學過時。 雖然未來幾十年中是否會出現這樣的量子計算機也不好說，但安全專家表示，密碼是否安全跟量子計算機無關，當前世界中很多人自己都會泄露密碼，甚至會回復釣魚郵件，量子計算機攻破密碼並不是什麼嚴重的問題。 來源：遊民星空

量子計算機是未來一二十年中科技制高點，現在各國都研發新一代量子計算機。對於這種計算機，普通人聽說最多的就是量子計算可以輕松攻克密碼，不過美國NSA國家安全局否認有這個可能。 量子計算機跟當前的電子計算機原理不同，一方面是量子計算的性能更強大，理論上可以同時是0、1，所以計算能力是完全不同的，已經有量子計算機號稱實現了量子霸權——量子計算機的性能完全超越傳統計算機。 除了性能強大，量子計算機還有一個神話，那就是解密能力，隨著計算性能的指數級增長，再強的密碼也可以被量子計算機攻破，甚至是秒破——只要性能足夠。 不過量子計算機攻破一切密碼的傳說並不被所有人認可，掌握美國最安全機密的NSA國家安全局日前罕見談到了這個問題，稱沒有發現什麼嚴重問題，特別是公鑰密碼上。 NSA表示，他們不確定什麼時候或者是否能夠出現這種性能足夠強大的量子計算機，足以讓公鑰密碼學過時。 雖然未來幾十年中是否會出現這樣的量子計算機也不好說，但安全專家表示，密碼是否安全跟量子計算機無關，當前世界中很多人自己都會泄露密碼，甚至會回復釣魚郵件，量子計算機攻破密碼並不是什麼嚴重的問題。 來源：快科技

全棧式量子計算領域的領先者之一，Rigetti Computing 今天宣布了世界上第一個多晶片量子處理器。該處理器基於專有的模塊化結構，旨在促進容錯（fault tolerant）量子計算機的商業化和可擴展性。 Rigetti 研發的多晶片量子處理器將多個相同的模具連接並嵌套成一個大規模的量子計算機。這大大降低了生產實用量子計算機所需的製造和工程復雜性。從理論上講，它還應該為 Rigetti 公司提供增加其量子計算機的量子比特數量的方法。 熟悉該處理器製作的哈佛大學電氣工程和量子硬體教授 Marko Lončar 表示：「可擴展性是整個量子計算行業的一個核心目標。Rigetti是第一個為這一重大技術挑戰展示優雅、有效解決方案的公司」。 Rigetti Computing 公司的創始人兼執行長 Chad Rigetti 表示：「我們已經開發了一種根本性的新方法來擴展量子計算機。我們在晶片設計和製造方面的專有創新已經解鎖了我們認為是建立運行實際應用和糾錯所需系統的最快途徑」。 商業和實用量子計算機的關鍵在於增加量子計算機中的容錯量子比特的數量。Rigetti 的量子量可以達到 31，這是在不失去其量子比特的一致性的情況下可以保留的最大量子比特數。不過這個數字即將會被突破，Rigetti 計劃推出新的晶片架構，使其作為 80 量子位量子計算機的核心，具體信息在今年年底前公布。 來源：cnBeta

在過去三十年中，奧地利因斯布魯克大學開創了構建量子計算機的基礎工作。作為歐洲量子技術旗艦計劃的一部分，因斯布魯克大學物理系研究人員現在已經構建了一個十分緊湊的離子阱量子計算機的原型機。 「我們的量子計算實驗通常占據30—50平方米的實驗室，」因斯布魯克大學的Thomas Monz表示，「我們現在希望在盡可能小的空間進行技術研究，同時滿足工業常用的標準。」 新設備旨在表明量子計算機將很快被用於數據中心。「我們能夠證明緊湊的設備不一定要犧牲功能才能得到。」因斯布魯克大學研究團隊的Christian Marciniak補充道。 圖片：緊湊型量子計算機適合兩個19 英寸伺服器機架。 （來源：因斯布魯克大學） 這台世界上首個緊湊型量子計算機的各個構件的尺寸，需隨著量子計算機體積的減小而減小。必須顯著減小。例如，其核心部件，即安裝在真空室內的離子阱，只占用了此前所需空間的一小部分。該離子阱由 Alpine Quantum Technologies (AQT) 提供，AQT)是因斯布魯克大學和奧地利科學院的衍生公司，旨在構建商用量子計算機；其他組件由位於耶拿的弗勞恩霍夫應用光學與精密工程研究所和位於德國慕尼黑的精密雷射製造商TOPTICA Photonics 提供。 多達 50 個量子比特 這台緊湊型量子計算機可以自主運行，並將很快實現在線編程。在構建這台量子計算機過程中，一個特別的挑戰是確保量子計算機的穩定性。 據悉，量子設備是非常敏感的。在實驗室中，需藉助精心的措施來保護它們免受外部干擾。令人驚訝的是，因斯布魯克大學的研究團隊成功地將這種質量標準應用到了緊湊型量子計算機上，從而確保其安全和不間斷運行。除了穩定性之外，量子計算機能否實現商用的決定性因素是可用量子比特的數量。 對此，在最近的活動中，德國政府設定了初步構建具有24 個完全糾纏的量子比特量子計算原型機的目標。因斯布魯克大學的量子物理學家已經實現了這個目標。他們能夠使用新設備單獨控制並成功糾纏多達24 個離子。 「到明年，我們希望能夠提供具有多達50 個單獨可控的量子比特的設備。」Thomas Monz表示。 該項目得到了奧地利科學基金 FWF、研究資助機構 FFG、歐盟和奧地利工業聯合會蒂羅爾等的財政支持。 來源：cnBeta

SCI Tech Daily 報導稱，加利福尼亞大學河濱分校（UC Riverside）剛剛獲得了「加州大學多校區-國家實驗室合作研究與培訓」項目的 375 萬美元獎金，以使之能夠專注於可擴展量子計算機的實現。據悉，在某些類型的任務上，量子計算機或具有遠勝於傳統計算機體系結構的相關優勢，比如模擬復雜的化學過程、尋找大素數、以及醫療研究領域的新分子設計。 物理與天文學助理教授 Hoerge Hemmerling（圖自：UC Riverside） 量子計算機以「量子比特」（Qubit）來存儲信息，特點是能夠在「0」或「1」之外存在兩種不同的狀態。 不過想要達成強大的性能，顯然需要考慮到量子計算機的可擴展性。在包含了更多的量子位後，研究人員才可以更輕松地解決一些具有挑戰性的實際問題。 加州大學河濱分校物理與天文學助理教授 Hoerge Hemmerling 表示： 當前的量子計算技術，距離達成容錯控制所需的大量量子比特還很遙遠，且與傳統計算機晶片在經典架構中取得的成績形成了鮮明的對比。 而這項合作的目標，就是構建出一個新的量子計算平台，使之能夠實現真正的多量子位擴展。 為達成目的，研究團隊將在該項目中使用全新的技術，比如來自勞倫斯利弗莫爾國家實驗室 (LLNL) 的 3D 列印技術，以製造微結構離子阱。 離子是帶電的原子粒子（存儲量子位），當離子在一個專門設計的陷阱中移動時，量子信息就可以實現傳遞，而被捕獲的離子被認為具有實現量子計算的最佳潛力。 此外，加州大學的伯克利（UC Berkeley）、洛杉磯（UCLA）和聖芭拉拉（UC Santa Barbara）分校分校也將以協調員的身份參與到這項新研究中來。 【背景資料】 加州大學多校區-國家實驗室合作研究與培訓獎項，源自於該校 2020 年舉辦的一場競賽。 在三年內總計超過 2100...

在神秘的量子力學的加持下，量子計算機也被人寄予了厚望。雖然技術仍處於起步階段，但世界各地的諸多研究團推，都在試圖利用量子計算機來找到搞定傳統計算機上難以解決的問題的潛在方法。與此同時，總部位於加拿大的 D-Wave 公司，也致力於將量子計算推向實際商業應用。近日，該公司 CEO Alan Baratz 接受了媒體 Neowin 的專訪，期間談論了大家感興趣的許多話題。 資料圖（來自：D-Wave） 在 COVID-19 大流行的 2020 年 3 月，D-Wave 向全球研究人員和醫療保健公司免費開放了該公司的 Leap 量子雲服務。 過去一年，來自 23 個國家或地區的 280 多名研究人員、學生、專家、以及創新思想人士，都藉此努力找尋應對關鍵問題的解決方案。 時隔一年，這個免費訪問計劃已暫告一個段落。不過在談話期間，D-Wave 執行長 Alan...

在I/O大會上，Google CEO Sundar Pichai宣布准備在2029年前製造出屬於Google的商業化量子計算機。而Google的量子AI首席工程師Erik Lucero也在一篇Blog網誌中也詳細地講解了Google將如何在接下來的近10年內「打造出有用、可糾錯的量子計算機。」 Google高管同時也展示了Google將會於美國加州新成立的量子AI園區。這個園區將會擁有Google首個量子數據中心、硬體研究實驗室以及Google旗下首個自己的量子處理器晶片生產設施。 量子計劃最大的優勢，是在於處理數據時的速度、量級以及精準度，使得再復雜的運算也可以更快地完成。專家預計，量子計算可以在包括醫療、經濟、加密、人工智慧、可持續性以及能源等多個領域內推動突破。 Erik Lucero表示： 「當我們著眼於未來10年的時候，很多全球性的挑戰，從氣候變化到處理疫情都需要新型的運算來處理。製造更好的電池在不製造額外2%碳排放的情況下開發新的化肥或者研發更多的標靶藥物，這些工作都需要我們更好地理解以及設計分子。而要做到這一點，我們就需要更精準地模擬大自然，但是目前的普通超算並不能夠很好地模擬分子。」 量子計算機的路上並非只有Google一家公司，IBM今年也會在美國克里夫蘭安裝他們首套商用量子計算機，因此Google能不能趕上其他公司在商業化量子計算機的進度還是未知之數，但好的是他們總算是開始做了。 ...

建造具有大規模處理能力的超導量子計算機的秘密可能是一種普通的電信技術--光纖。美國國家標準與技術研究所（NIST）的物理學家已經測量並控制了一個使用光導纖維而不是金屬電線的超導量子位（qubit），將一百萬個qubit裝入量子計算機，而不是只有幾千個。3月25日出版的《自然》雜誌對這一演示進行了描述。 超導電路是製造量子計算機的一項領先技術，因為它們是可靠的，而且容易大規模生產。但是這些電路必須在低溫下工作，而且將它們與室溫電子裝置連接的方案很復雜，容易使量子比特過熱。一台能夠解決任何類型問題的通用量子計算機，預計需要約100萬個量子比特。傳統的低溫箱：帶有金屬線路的超低溫稀釋冰箱最多隻能支持數千個。 作為電信網絡主幹的光纖，有一個玻璃或塑料芯，可以攜帶大量的光信號而不傳導熱量。但超導量子計算機使用微波脈沖來存儲和處理信息。因此，光需要被精確地轉換為微波。 為了解決這個問題，NIST的研究人員將光纖與其他一些標準組件結合起來，這些組件在單粒子或光子的水平上轉換、傳遞和測量光，然後可以很容易地將其轉換為微波。該系統的工作效果與金屬線路一樣好，並保持了量子比特的脆弱量子狀態。 通常情況下，研究人員在室溫下產生微波脈沖，然後通過同軸金屬電纜將它們傳遞給低溫保持的超導量子比特。NIST的新做法使用了一根光纖而不是金屬來引導光信號到低溫光電探測器，該探測器將信號轉換回微波並將其傳遞給量子比特。出於實驗比較的目的，微波可以通過光子鏈路或普通的同軸線路被輸送到量子比特。 光纖實驗中使用的 "transmon"量子比特是一個被稱為約瑟夫森結的裝置，它被嵌入到一個三維儲能器或腔體中。這個結由兩個被絕緣體隔開的超導金屬組成。在某些條件下，電流可以穿過該結，並可能來回振盪。通過應用一定的微波頻率，研究人員可以在低能量和激發狀態（數字計算中的1或0）之間驅動該量子比特。這些狀態是基於庫珀對的數量，這是一種具有相反性質的綁定電子對，它們已經 "穿越"了約瑟夫森結。 NIST團隊進行了兩種類型的實驗，利用光子連結產生微波脈沖，測量或控制量子比特的量子狀態。該方法是基於兩種關系。微波在腔體中自然來回反彈的頻率，稱為共振頻率，取決於量子比特的狀態。而量子比特切換狀態的頻率取決於腔體中的光子數量。 研究人員用一個微波發生器開始實驗。為了控制量子比特的量子狀態，被稱為電光調制器的裝置將微波轉換為更高的光學頻率。這些光信號通過光纖從室溫到4開爾文（零下269攝氏度或零下452華氏度）流向20毫開爾文（千分之一開爾文），在那里它們落入高速半導體光電探測器，後者將光信號轉換回微波，然後被發送到量子電路。 在這些實驗中，研究人員以量子比特的自然共振頻率向其發送信號，以使其進入所需的量子狀態。當有足夠的雷射功率時，量子比特在其接地和激發狀態之間振盪。 為了測量量子比特的狀態，研究人員使用紅外雷射器以特定的功率水平發射光，通過調制器、光纖和光電探測器來測量腔體的共振頻率。 研究人員首先在抑制雷射功率的情況下啟動了量子比特的振盪，然後利用光子鏈路向空腔發送一個微弱的微波脈沖。腔體頻率在98%的時間內准確地顯示了量子比特的狀態，與使用常規同軸線路獲得的精度相同。在這個基礎上，研究人員設想了一種量子處理器，其中光纖中的光向量子比特傳輸信號，每根光纖都有能力攜帶成千上萬的信號進出量子比特。 來源：cnBeta

現代晶片製造企業的目標之一是擁有一系列廣泛的製造工藝技術。這使它能夠滿足盡可能多的客戶。這包括邏輯、嵌入式存儲器、射頻、模擬、高電壓、長壽命周期，以及現在的矽光子學。作為GlobalFoundries和PsiQuantum今天宣布的夥伴關系的一部分，新的專有製造工具已被安裝到GlobalFoundries在紐約Malta最先進的工廠當中。 這將使GlobalFoundries能夠製造光量子晶片，讓PsiQuantum公司可以推出性能達到100萬+光量子比特的量子計算機。 在與PsiQuantum的合作中，位於紐約Malta的Fab 8工廠和位於德勒斯登的Fab 1工廠的一部分擁有專門用於生產核心量子計算機組件的新的專有設備。PsiQuantum的目標是它的Q1系統，一個100萬+光子量子比特的量子計算機，它需要關鍵的半導體組件來運作。PsiQuantum列出了單光子源和單光子探測器（矽光子學部分），以及控制電路，以擴展成一個量子計算解決方案。光量子晶片將在Fab 8建造，而控制晶片將在Fab 1建造。 量子計算的部分大問題是控制量子比特的一致性。如果一個量子比特不穩定，建造它就沒有意義，控制一個量子比特的穩定性都很難，更不用說一百萬個了。為了幫助解決這個問題，量子計算應用了糾錯算法，然而其結果意味著對於一個邏輯量子比特，需要10到100個物理量子比特。這就把問題擴大到了極致。因此，雖然一台1000個邏輯量子比特的計算機對於可以在上面運行的算法來說可能很強大，但由於一致性和控制的要求，實際上可能有100000多個物理量子比特。我們今天還沒有接近1000個邏輯量子比特，其中一部分是需要正確的製造技術來建立這樣一個系統。 PsiQuantum的目標是在十年中期之前能夠組裝出最終的光子量子計算機。GlobalFoundries目前由阿聯主權財富投資基金Mubadala擁有，但正在考慮在未來12個月左右在美國進行IPO。PsiQuantum是一家位於帕洛阿爾托的2016年私人創業公司，擁有超過5億美元的風險投資資金，約100名員工，投資者包括Playground Global、BlackRock、M12和C4 Ventures。 來源：cnBeta

由伯克利實驗室、加州大學伯克利分校科學家領導的團隊建立了一種新型的量子處理器，能夠像理論上的黑洞那樣進行信息擾亂。由勞倫斯伯克利國家實驗室（伯克利實驗室）和加州大學伯克利分校的物理學家領導的團隊已經成功地觀察到了量子信息的擾動，這被認為是黑洞行為的基礎， 使用qutrits信息存儲量子單元可以同時代表三個獨立的狀態。他們的努力也為建立一個基於qutrits的量子信息處理器鋪平了道路。 最近發表在《物理評論》（Physical Review X）雜誌上的這項新研究利用了一個量子電路，其靈感來自長期存在的物理學問題。當信息進入黑洞時會發生什麼？ 除了與宇宙學和基礎物理學的聯系之外，該團隊的技術里程碑使該實驗成為可能，這代表了在使用更復雜的量子處理器進行量子計算、密碼學和誤差檢測等應用方面的重要進展。 雖然黑洞被認為是宇宙中最具破壞性的力量之一--物質和光無法逃脫其牽引，一旦進入就會被迅速徹底擾亂--但關於信息在進入黑洞後是否會丟失以及如何丟失，一直存在著相當大的爭議。已故物理學家史蒂芬-霍金（Stephen Hawking）表明，黑洞隨著時間的推移慢慢蒸發，會發出輻射--現在被稱為霍金輻射。原則上，這種輻射可以攜帶關於黑洞內部的信息--甚至允許重建進入黑洞的信息。 而通過使用一種被稱為糾纏的量子特性，有可能大大加快這種重建的速度，正如早期工作中所顯示的那樣。 量子糾纏違背了經典物理學的規則，允許粒子即使相隔很遠也能保持相關，因此一個粒子的狀態會告知你其糾纏夥伴的狀態。例如，如果你有兩枚糾纏在一起的硬幣，當你看到其中一枚硬幣時，知道它是正面的會自動告訴你另一枚糾纏的硬幣是反面的。 量子計算的大多數努力都是通過將信息編碼為糾纏的量子比特，即所謂的量子比特（發音為CUE-bits）來挖掘這種現象。像傳統的計算機比特一樣，它可以保持零或一的值，量子比特也可以是零或一。但除此之外，一個量子比特可以以疊加的方式存在，即同時為一和零。就硬幣而言，它就像一個翻轉的硬幣，可以代表正面或反面，也可以同時代表正面和反面的疊加。 向量子計算機添加的每一個量子比特都會使其計算能力翻倍，而當使用能夠存儲更多數值的量子比特，如qutrits（發音為CUE-trits）時，這種指數級的增長會激增。正因為如此，需要更少的量子比特，甚至更少的qutrits或qudits--它描述了具有三個或更多狀態的量子單元來執行復雜的算法，能夠顯示出解決使用傳統計算機無法解決的問題的能力。也就是說，要建造具有大量量子比特的量子計算機，在以真正的量子方式解決問題時能夠可靠有效地運行，還存在著一些技術障礙。 在這項最新的研究中，研究人員詳細介紹了他們是如何開發出一個能夠使用一系列五個量子比特進行編碼和傳輸信息的量子處理器的，每個量子比特可以同時代表三種狀態。盡管量子電路的環境通常是嘈雜的、不完善的和容易出錯的，但他們發現他們的平台被證明具有令人驚訝的彈性和穩健性。 Qutrits的值可以是0、1或2，在疊加中保持所有這些狀態。在硬幣的比喻中，它就像一枚硬幣，有可能出現頭，有可能出現尾，也有可能落在它的薄邊上。 "伯克利實驗室材料科學部的科學家、加州大學伯克利分校物理學助理教授Norman Yao說："黑洞是一個非常好的信息編碼器，他幫助領導了該實驗的規劃和設計。"它很快就把它抹掉了，所以任何局部噪音都很難破壞這些信息。" 一個思想實驗的插圖，其中愛麗絲掉進黑洞的信息被外部觀察者鮑勃恢復 該團隊著手在一個實驗中復制這種快速的量子信息塗抹，或者說是擾亂，該實驗使用被稱為非線性諧波振盪器的微小設備作為qutrits。這些非線性諧波振盪器本質上是亞微米大小的彈簧砝碼，當受到微波脈沖的影響時，可以被驅動到幾個不同的頻率。 該研究的主要作者Irfan Siddiqi指出，使這些振盪器作為qutrits工作的一個共同問題是，它們的量子性質往往會通過一種叫做退相乾的機制迅速分解，因此很難區分信息擾亂是真正的量子化還是由於這種退相干或其他干擾。 Siddiqi是伯克利實驗室高級量子測試平台的主任，也是實驗室計算研究和材料科學部門的科學家，同時還是加州大學伯克利分校的物理學教授。 該測試平台於2020年開始接受來自量子科學界的提案，是一個合作研究實驗室，為那些想要探索如何利用超導量子處理器來推動科學研究的用戶提供開放、免費的訪問。擾亂的演示是該試驗台用戶計劃的首批成果之一。 這項研究的一個關鍵是保持振盪器攜帶的信號的相乾性，或有序的圖案加上足夠長的時間，以確認量子擾動是通過qutrit的遠程傳輸發生的。雖然遠距傳輸可能會讓人聯想到科幻小說中的人或物從星球表面 "傳送"到宇宙飛船上，但在這種情況下，只是通過量子糾纏將信息，而不是物質，從一個地方傳輸到另一個地方。 另一個重要部分是科學家們創造了定製的邏輯門，使 "通用量子電路"得以實現，可用於運行任意的算法。這些邏輯門允許成對的qutrits相互作用，並被設計用來處理由微波脈沖產生的三種不同級別的信號。 實驗中五個qutrits中的一個作為輸入，其他四個qutrits是糾纏在一起的一對。由於qutrits糾纏的性質，在擾亂電路後，對其中一對qutrits的聯合測量確保了輸入qutrit的狀態被傳送到另一個qutrit。 研究人員使用一種被稱為量子過程斷層掃描的技術來驗證邏輯門是否工作，以及信息是否被適當地擾亂，以便它同樣可能出現在量子電路的任何特定部分。思考糾纏的量子如何傳輸信息的一種方式是把它比作一個黑洞。就好像有一個黑洞和該黑洞的鏡像版本，因此，在鏡像黑洞的一側傳遞的信息通過糾纏傳輸到另一側。 展望未來，研究人員對利用qutrits的力量進行與可穿越的蟲洞有關的研究特別感興趣，蟲洞是連接宇宙中不同位置的理論通道。 來源：cnBeta

瑞典哥德堡查爾姆斯理工大學的研究人員開發了一種新型的溫度計，可以在量子計算過程中簡單而快速地測量溫度，並具有極高的准確性。這一突破為量子計算提供了一個具有重大價值的基準工具--並為令人興奮的量子熱力學領域的實驗開辟了道路。 前面是新的晶片上的量子溫度計。據查爾姆斯大學的研究人員說，這可能是世界上最快和最敏感的溫度計，用於測量波導冷端在毫開爾文尺度上的溫度。 圖像來自查爾姆斯理工大學 量子計算機的一個關鍵組成部分是同軸電纜和波導--引導波形的結構，並作為量子處理器和控制它的經典電子產品之間的重要連接渠道。微波脈沖沿著波導到達量子處理器，並在途中被冷卻到極低的溫度。波導還對脈沖進行衰減和過濾，使極其敏感的量子計算機能夠以穩定的量子狀態工作。 為了最大限度地控制這一機制，研究人員需要確保這些波導在其發送的脈沖之上不攜帶由於電子的熱運動而產生的噪音。換句話說，他們必須測量微波波導冷端電磁場的溫度，也就是控制脈沖傳遞給計算機量子比特的那一點。在盡可能低的溫度下工作可以最大限度地減少在量子比特中引入錯誤的風險。 Scigliuzzo等人在實驗中使用的超導電路的藝術印象（左），以及其在單一激發量子水平上測量熱微波的能力（右）。資料來源：Neuroncollective.com/查爾姆斯理工大學 到目前為止，研究人員只能間接地測量這種溫度，有相對較大的延遲。現在，通過查爾姆斯大學研究人員的新型溫度計，可以在波導的接收端直接測量非常低的溫度--非常準確，而且具有極高的時間解析度。這對於測量量子計算機性能非常重要。 瓦倫堡量子技術中心（WACQT）的研究人員的目標是建立一台量子計算機--基於超導電路--至少有100個功能良好的量子比特，在2030年前進行正確的計算。它要求處理器的工作溫度接近絕對零度，最好低至10毫開爾文。新的溫度計為研究人員提供了一個重要的工具，用於測量他們的系統有多好以及存在哪些不足之處--這是能夠完善技術和實現目標的必要步驟。 每一個存在的光子都會毀掉量子比特。在典型的操作頻率下，溫度從20mK上升到30mK意味著50倍的熱光子，因此出錯的風險也會高出50倍。一定的溫度對應著一定數量的熱光子，而這個數量隨著溫度的升高呈指數級下降。如果成功地將波導與量子比特相遇的那一端的溫度降低到10毫開，那麼我們的量子比特出現錯誤的風險就會大大降低。 精確的溫度測量對於需要能夠保證其部件質量的供應商來說也是必要的，例如用於處理低至量子態信號的電纜。 疊加、糾纏和退相乾等量子力學現象不僅意味著未來計算的革命，也可能是熱力學的革命。很可能熱力學定律在納米尺度下工作時發生了某種變化，有朝一日可以利用這種方式來生產更強大的發動機、更快的充電電池等等。 例如，新的溫度計可以測量作為量子熱引擎或冰箱的電路對熱微波的散射。 來源：cnBeta

通過對代碼進行一番調整，雪梨大學本科生 Pablo Bonilla Ataides，已經有效地提升了新興的量子計算機的糾錯能力。現年 21 歲的 Bonilla 表示：「量子技術仍處於起步階段，這部分歸咎於我們無法克服因機器運算固有的不穩定性而產生的如此多的錯誤」。而這個簡單而巧妙的改動，已經引起了位於加州帕薩迪納市的 AWS 量子計算中心、以及美國耶魯和杜克大學的量子技術研究人員的關注。 Pablo Bonilla Ataides（左）與物理學院合著者 Ben Brown 博士（來自：USYD） 物理系大二的時候，Bonilla 被要求查看一些常用的糾錯代碼，並思考能夠對其加以改進。有趣的是，通過在設計中翻轉一半的量子比特（Qubit），他們發現能夠將抑制錯誤的能力有效地提升一倍。 最近，研究合著者 Steve Flammia 博士還將工作從雪梨大學轉到了 AWS 量子計算項目。在量子硬體的開發過程中，該公司發現糾錯技術在其中扮演著重要的角色。 （圖自：USYD / Louise Cooper...

莫斯科國立科技大學（NUST MISIS）、俄羅斯量子中心（RQC）、以及德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的一支聯合研究團隊，已經在量子優勢研究方面取得了重大的進展。由發表在《npj 量子信息》期刊上的研究論文可知，其打造的一款量子傳感器，為量子比特中兩檔能級缺陷的測量和操縱鋪平了道路。 （圖自：Sergey Gnuskov / NUST MISIS） SCITechDaily 指出，在量子計算中，信息以量子計算進行編碼。在經典的量子力學模擬實驗中，量子比特有着相乾的兩級系統。 當前最主要的量子比特模式，是基於約瑟夫森結（Josephson junction）的超導量子比特，正如我們在 IBM 和Google的量子處理器上所見到的那種量子比特。 與此同時，科學家們仍未放棄尋找不受其環境影響、支持精確測量和控制、更加完美的量子比特。 超導量子比特的關鍵，在於納米級的超導體-絕緣體-超導體約瑟夫森結。作為一種隧道結，它由兩片超導金屬製成，並由非常薄的絕緣層（常見為氧化鋁）隔開。 然而現代技術不允許以 100% 的精度來構建量子比特，結果導致了所謂的隧穿兩級缺陷。這限制了超導量子器件的性能，並且會引起計算錯誤。 確切的說法是，缺陷會導致量子比特的壽命極短或退相干。而氧化鋁和超導體表面的隧穿缺陷，就是超導量子比特中波動和能力損耗的重要來源，最終限制了計算機的運行時間。 研究配圖 - 1：實驗設置與量子比特樣本 研究人員指出，發生的材料缺陷越多，對量子比特的性能掣肘就越大，進而引發更多的計算錯誤。 好消息是，得益於新開發的量子傳感器，其能夠對量子系統中的各個二級缺陷展開測量和操作。 研究配圖 - 2：缺陷光譜 研究合著者，NUST MISIS 超導超材料實驗室負責人、俄羅斯量子中心研究組負責人 Alexey Ustinov 教授表示：「傳感器本身就屬於超導量子比特，能夠對單個缺陷進行檢測和處理」。 盡管此前也有研究材料結構的傳統技術，例如小角度 X...

3月9日消息（余予）據彭博社報道，以色列計劃建造其第一台量子計算機，力求在量子這一新興技術方面占一席之地。以色列創新局技術基礎設施部副部長Aviv Zeevi表示，以色列國防部和創新局正在接受來自跨國公司、以色列本土企業及學術機構對於一個6000萬美元項目的投標。 原標題：以色列撥款6000萬美元建造第一台量子計算機 資料圖 該項目是以色列12.5億謝克爾（約合人民幣24億）國家計劃的一部分，旨在建造一台30-40量子比特的量子計算機，提高其量子水平。 Aviv Zeevi說：「我們希望參與其中。」同時，「我們至少要有技術水平才能開發與量子計算機相關的各種硬件和軟件。」 量子計算機的量子位可以同時為0和1（被稱為'疊置（superposition）'），而傳統計算機中僅可將信息存儲為0或1。GoogleCEO桑德爾·皮查伊（Sundar Pichai）在2019年曾表示，其量子計算機可以在數分鍾內解決問題，而對於傳統的最強大超強計算機，需要數千年才能完成。 以色列是一個技術強國，擁有數十個所謂獨角獸或估值超10億美元的私有科技公司。但這其中只有少部分屬於量子計算初創公司，例如軟件公司Classiq Technologies和Quantum Machines，它們開發量子計算機相關硬件及軟件。 Quantum Machines首席執行官Itamar Sivan表示，政府的舉措「是邁出的第一步。」，「我們的希望是通過不斷的投資，在這里構建並迅速發展量子生態系統。」 來源：cnBeta

近日，有媒體報導稱，GoogleAI量子技術研究團隊在量子計算機上完成了有史以來規模最大的化學模擬數據分析。據瞭解，這是量子計算機第一次參與到化學模擬反應中，該研究成果引起了計算機領域、化學領域和量子技術領域的轟動，並於本月28日登上了《Science》雜誌封面。 對於傳統計算機來說，模擬複雜多變、計算量呈指數級增長的化學反應是一項極其艱巨的任務。而信息處置能力和運算速度都遠超傳統機器的量子計算機，雖然是理論上進行計算量龐大且複雜的化學反應的最優選擇，但是在模擬精度方面，科學界普遍持懷疑態度。 面對科學界的質疑，GoogleAI量子技術團隊圓滿完成了化學模擬反應的研究實驗，向科學界界展示了量子計算機優異的計算能力。論文在《Science》發表後，GoogleAI量子技術團隊的研究成功也被全球各大媒體進行廣泛報導。 《Science》刊登的研究論文中詳細介紹了具體的研究方法。GoogleAI量子技術團隊使用了搭載Sycamor處理器的量子計算機，運用了Hartree-Fock模型運算方程進行了分子電子能量計算。該過程中Google研究團隊通過應用噪聲魯棒的變份量子本徵求解（VQE，variational quantum eigensolver）計算方法來模擬化學反應機制，對研究成果進行了完善糾錯處理。基本研究方向是兩個重氮原子和兩個重氫原子發生重組反應時，氫原子圍繞氮原子不停運動從而形成了各式各樣的結構。實驗結果檢測，運用量子計算機進行化學模擬產生的數據與過去在傳統計算機上進行模擬的數據基本吻合。 據悉，這並不是Google第一次在量子領域取得突破並登上《Science》雜誌封面。2019年10月，GoogleAI量子技術團隊發表量子優越性研究成果，相關論文登上了《Science》雜誌封面。在論文中，Google研究人員稱，擁有完整量子系統的量子計算機可以在200秒內完成一個計算，而用被譽為當今世界上最強大計算機之一的Summit進行同樣的計算則需要長達1萬年的時間。 GoogleAI量子研究團隊對化學反應的成功模擬，將改變理論化學體系，同時也推動了化學相關產業的發展。研究團隊向媒體表示，本次研究為化學模擬計算描繪了量子技術的藍圖，其中運用的物理虛擬模型也向科學界證明了物理模擬具有難以代替的優勢。在未來，量子計算機將承擔更艱巨的科學運算任務。 來源：kknewsGoogle團隊新突破，量子計算機模擬化學反應，再現黑科技

近日，Intel與其合作夥伴QuTech在權威學術雜誌《自然》上發布了一項全新的研究成果——「熱「量子計算機技術。 量子比特對應經典的計算比特，可以通過超導電路實現或在半導體（比如硅）內形成。這類固態平台需要冷卻至極低溫度，因為熱量產生的振動會干擾量子比特，進而影響性能，它需要在約0.1開爾文（零下273.05攝氏度）下運轉，這需要非常昂貴的製冷技術。 而Intel成功實現了在1.1開爾文溫度的「熱」環境下運行量子電路的成就。 這項研究把限制在硅中的電子自旋作為量子比特，並與周圍能在超過1開爾文溫度下正常運作的材料很好地隔離開來。在這個溫度下，可以引入定域電子來操控量子比特，研究人員認為，這是將這類量子處理器擴展至百萬量子比特的先決條件。 盡管此次升溫幅度不大，但這是量子計算機技術一個重要的里程碑，因為溫度提升至1開爾文以上後，搭建平台的成本將大幅降低，這有助於量子計算機技術的進一步研發普及。 作者：小淳來源：快科技

2019年12月11日，Intel研究院宣布推出代號為「Horse Ridge「的首款低溫控制芯片，實現了對多個量子位的控制，可加快全棧量子計算系統的開發步伐，堪稱量子實用性道路上的一個重要里程碑。 2020年2月18日，Intel研究院聯合QuTech(荷蘭代爾夫特理工大學與荷蘭國家應用科學院聯合創立)，在舊金山舉辦的ISSCC 2020年國際固態電路會議上發布了一份研究報告，首次披露了全新低溫量子控制芯片「Horse Ridge」的諸多關鍵技術特點。 基於這些能力，Intel解決了構建強大量子系統所面臨的一系列重大挑戰，大大增強了量子實用性，包括可擴展性、靈活性、保真度。 Intel強調，落實量子實用性是一場漫長的馬拉松，而量子研究界目前才剛剛跑完這場馬拉松的頭一公里。要想將量子計算應用於實際問題，就必須能擴展到數千個量子位，同時還要控制這些量子位，並保證高保真度。 Horse Ridge使用高度集成的SoC片上系統來加快設置速度，極大地簡化了當前運行量子系統所需的復雜控制電子設備，並改進了量子位性能，同時還使系統能夠高效擴展到量子計算所需的更多量子位，以便解決實際存在的現實應用問題。 Intel研究院首席工程師Stefano Pellerano手持Horse Ridge芯片 Horse Ridge關鍵技術細節： － 可擴展性： 採用Intel 22nm FFL(FinFET低功耗) CMOS工藝製造，集成式SoC設計，將四個RF射頻頻道集成在一個設備之中。 利用「頻率復用「技術，每一個頻道可以控制多達32個量子位。該技術將多路基帶信號調制到一系列不重疊的頻帶上，每個頻帶用來傳送單獨的信號。 利用這四個頻道，Horse Ridge可望通過單個設備控制多達128個量子位，顯著減少所需的電纜和機架儀表數量。 － 保真度： 量子位數量的增加會帶來其他問題，對量子系統容量和運行提出挑戰，潛在影響之一就是量子位保真度和性能的下降。 Horse Ridge優化了頻率復用技術，可以支持系統擴展，並減少「相移」錯誤。相移是指在不同頻率控制多個量子位時出現的一種現象，會導致量子位之間的串擾。 Horse Ridge使用的多個頻率可以高精度「調諧「，使量子系統在用同一射頻線路控制多個量子位時，能夠適應並自動校正相移，提高量子門保真度。 － 靈活性： Horse Ridge可以覆蓋很寬的頻率范圍，能夠控制超導量子位(傳輸子)和自旋量子位。 傳輸子的頻率通常在6-7GHz左右，自旋量子位頻率則為13-20GHz左右。 Intel正在研究硅自旋量子位，有可能在高達1開爾文(零下272.15攝氏度)的溫度下工作。 有了這項研究奠定的基礎，Intel有望成功集成硅自旋量子位器件和Horse Ridge的低溫控制器，從而將量子位和控制器件集成到一個精簡封裝中。 Intel研究院量子硬件總監Jim Clarke表示：「如今，量子研究人員只用到少量的量子位。他們使用的是規模較小、定製化的系統，有着復雜的控制和互連機制。Intel Horse Ridge大大降低了這種復雜性。為了實現量子實用性需要數千個量子位，而通過系統性地將規模擴展至數千個量子位，我們正繼續穩步推進，讓商業上可行的量子計算在未來成為現實。」 作者：上方文Q來源：快科技

Intel研究院今天宣布推出代號為「Horse Ridge」的首款低溫控制芯片，實現了對多個量子位的控制，可加快全棧量子計算系統的開發步伐，堪稱量子實用性道路上的一個重要里程碑。 Horse Rdige芯片由Intel、QuTech(荷蘭代爾夫特理工大學與荷蘭國家應用科學院聯合創立)共同開發，採用Intel 22nm FinFET工藝製造，其中控制芯片的製造在Intel內部完成，極大地提高了Intel在設計、測試和優化商業上可行的量子計算機的能力。 Intel表示，在量子計算機的研究中，量子位的製造備受關注，以此構建測試芯片，並證明以疊加方式運行的少數量子位就能指數級提高計算能力。 但是，在早期的量子硬件開發過程中，比如Intel硅自旋量子位和超導量子位系統的設計、測試和表徵中，Intel發現實現商業規模量子計算的主要瓶頸是互連和控制電子設備。 Intel Horse Ridge就是一個精巧的解決方案，能夠控制多個量子位，並為系統將來擴展到更多的量子位指明了方向，這是實現量子實用性道路上的一個重要里程碑。 據介紹，Horse Ridge從根本上簡化了運行量子系統所需的控制電子設備，通過用高度集成的SoC系統芯片代替龐大的儀器，並允許使用復雜的信號處理技術來加快設置時間、改善量子位性能，能夠高效擴展到更多的量子位。 Horse Ridge是高度集成的混合信號系統芯片，將量子位控制引入量子冰箱中，以盡可能靠近量子位本身，並使用RF射頻處理器進行控制，同時有效降低了量子控制工程的復雜性，將進出冰箱的數百根電纜簡化到在量子設備附近運行的單個一體化套件。 Horse Ridge的名字來自美國俄勒岡州最冷的一個地區，它能夠在大約4開爾文的低溫下工作，只比絕對零度高一點點，溫度之低幾乎讓原子停止運動。 量子計算機有望解決傳統計算機無法處理的問題，因為量子位可以同時以多種狀態存在。藉助這一量子物理學現象，量子位能夠同時進行大量計算，從而大大加快了解決復雜問題的速度。 文章糾錯 作者：上方文Q來源：快科技

昨天Intel與合作夥伴Blusfors和Afore共同發佈了首台採用低溫晶圓探針技術的用於測試和驗證量子計算機量子比特的工具。這款設備允許量子計算機研發人員測試300毫米晶圓上的量子比特。而這款工作溫度低至及開爾文的工具是首款量子計算機測試設備，首台設備將建造在英特爾的俄勒岡州園區內。 在2011年時首台商用量子計算機就由加拿大公司D-Wave公司發佈了。雖然由於在使用的運算模型上有一定爭議，但是還是引起了業界的轟動。之後逐漸有國家和科技巨頭加入量子計算機的研發工作中。Google和NASA也合作研發量子計算機。藍色巨人IBM也在量子運算模型上取得了突破。同時於2019年CES展會上展出了科幻味兒十足的IBM Q System One。中國科學院可也在2017年宣佈製造出了首台光量子計算機。 現在的硅基電子芯片在封裝測試時僅需要很短的時間就可以完成測試，作為對比，盡管已經有公司研發出了量子計算機，但是用於測試的時間通常可以高達數個月。所以未來要測試量子計算機，也需要研發可以在較短時間內測試量子比特的工具。 Intel與合作夥伴共同研發這款量子計算機測試工具作為用於研發自己的硅基量子計算機的工具，這款工具可以讓Intel更加容易的在硅片的量子比特測試，允許 Intel自動化的收集有關自旋量子比特的的相關信息，如量子噪聲源，量子點質量以及可用於創建自旋量子位的材料，減少量子計算機的製造問題。Intel已經在首次演示中測試了含有100多量子比特位的晶圓。極大地降低了測試復雜度的和時間。 量子計算機從理論到實際產品出現已經有幾十年的時間。近年來量子計算機的研發速度逐漸加快，同時像Microsoft也已推出了量子計算機的編程模型。隨着像這類快速測試工具的研發成功相信等不了多少時間，量子計算機的研發時間會越來越短。 來源：超能網