01.15 未來的量子計算機是什麼樣子?

在2020年度國際消費電子產品展上(CES),IBM的量子計算機Q System one再度亮相。

未來的量子計算機是什麼樣子?

一年前,也是在CES的舞臺上,IBM宣佈推出“世界上第一個為科學和商業用途而設計的完全集成的通用量子計算系統” IBM Q System one。

未來的量子計算機是什麼樣子?

這個黑色的玻璃盒就是世界上第一臺商用量子計算機,它基於超導量子電路技術,目前最多可支持運行53個量子比特的量子芯片,它具有如下特點:

量子硬件設計穩定,能自動校準,提供可重複且可預測的高質量量子比特。


超低溫工程,提供連續冷卻和孤立的量子環境;


緊湊型高精度電子元件,可嚴格控制大量量子比特;


Quantum固件用於管理系統運行狀況並能啟用系統升級,在此過程中用戶無需停機。


經典計算提供安全雲訪問和混合執行量子算法。

除了IBM、谷歌等科技大廠外,DWave、Rigetti、IonQ、本源量子等眾多初創公司也都在沿著不同的技術路徑推動量子計算應用落地。

目前,量子計算的研究主要有超導量子電路、離子阱、硅量子點、量子拓撲與金剛石空位等技術流派。

未來的量子計算機是什麼樣子?

那麼未來的量子計算機到底是什麼樣呢?本文就帶大家認識一下!

先用一張圖介紹下量子計算機的架構。

未來的量子計算機是什麼樣子?

一套完整的量子計算系統應該包括:


負責計算處理的量子芯片系統;


負責調控量子態的控制系統;


以及實現人機交互的量子軟件系統。

無論是哪種技術流派,大都符合這一架構。

以超導量子電路技術作為主要發展方向的有IBM、谷歌、Rigetti等。

也正是依賴這一技術,谷歌在去年10月宣稱實現了“量子霸權”。

Google

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Rigetti

未來的量子計算機是什麼樣子?

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IonQ

以離子阱技術為主要方向的初創公司IonQ,他們的量子計算機是這樣的。

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D-Wave

D-Wave的量子退火機由於不對量子比特進行特定的邏輯門操作,可製造出數千個量子比特。

未來的量子計算機是什麼樣子?

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本源量子

我國計算行業先行者本源量子即將發佈的超導6比特量子計算機原型機如下,這也是我國首個脫離實驗室環境運行的量子計算機原型機。

未來的量子計算機是什麼樣子?

由於維持量子體系的特殊性,小型化的量子計算機在目前來看難度很大。

但量子計算機正穩步走出實驗室,真正服務於人類社會也並不遙遠。讓我們拭目以待!


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