極客網(wǎng)·極客觀察2月3日 據(jù)報(bào)道，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)計(jì)劃與微軟合作，研究如何實(shí)現(xiàn)實(shí)用規(guī)模（utility-scale）的量子計(jì)算，致力尋求在量子技術(shù)方面占據(jù)全球領(lǐng)導(dǎo)地位。微軟是被該部門(mén)選為探索非主流量子計(jì)算解決方案的三家公司之一。分析師表示合作開(kāi)發(fā)大規(guī)模量子計(jì)算項(xiàng)目將是實(shí)現(xiàn)量子技術(shù)長(zhǎng)期潛力的關(guān)鍵。

開(kāi)發(fā)量子計(jì)算的幾種技術(shù)路線

開(kāi)發(fā)量子計(jì)算有很多種方法，目前還不清楚哪一種方法在未來(lái)幾十年中占據(jù)主導(dǎo)地位。這場(chǎng)競(jìng)賽是為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的、可擴(kuò)展的容錯(cuò)處理，以完成傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)不可能完成或不可行的計(jì)算任務(wù)。DARPA正在投資開(kāi)發(fā)目前尚未實(shí)現(xiàn)的量子計(jì)算想法，這些想法可能在未來(lái)達(dá)到實(shí)用規(guī)模。

盡管在金融和制藥領(lǐng)域有一些早期的應(yīng)用案例，但量子計(jì)算技術(shù)仍處于早期的研究和開(kāi)發(fā)階段。盡管有兩項(xiàng)技術(shù)（即俘獲離子和超導(dǎo)量子比特）最常被使用，目前并沒(méi)有哪一項(xiàng)技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)地位。

在俘獲離子量子處理器中，帶電粒子懸浮在自由空間中，量子比特存儲(chǔ)在每個(gè)離子的穩(wěn)定電子狀態(tài)中。這在包括Oxford Ionics、IonQ和Quantinuum在內(nèi)的初創(chuàng)公司中很受歡迎，部分原因是它的量子比特的壽命較長(zhǎng)，而且也是量子計(jì)算更成熟的方法之一。

另一項(xiàng)主要技術(shù)是超導(dǎo)量子計(jì)算，該領(lǐng)域的一些大公司（例如IBM、谷歌、D-Wave、IQM等）都在采用這種技術(shù)，甚至微軟也在使用。在這種方法下，超導(dǎo)電路被用來(lái)進(jìn)行量子運(yùn)算。這是最成熟的量子計(jì)算形式之一，可以提供比其他類(lèi)型更多的量子比特，并且需要更少的能量。

除了這兩種技術(shù)之外，還有其他一些公司正在開(kāi)發(fā)其他方法，其中包括光子學(xué)、核磁共振、量子退火和拓?fù)淞孔佑?jì)算。

DARPA攜手微軟聚焦實(shí)用規(guī)模量子計(jì)算

拓?fù)淞孔佑?jì)算是微軟的一個(gè)新的重點(diǎn)，也是該公司將其作為DARPA達(dá)成合作伙伴關(guān)系的一部分進(jìn)行探索的領(lǐng)域。 

另外Atom和PsiQuantum兩家公司也將與DARPA合作，旨在探索量子技術(shù)如何擴(kuò)展到計(jì)算價(jià)值超過(guò)成本的程度，并比傳統(tǒng)預(yù)測(cè)的速度快得多。

其中，Atom正在基于大型光學(xué)捕獲原子陣列構(gòu)建高度可擴(kuò)展的量子計(jì)算機(jī)，而PsiQuantum正在使用基于硅光子學(xué)來(lái)建造基于光子量子比特晶格結(jié)構(gòu)的糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)。

微軟Azure的量子團(tuán)隊(duì)正在構(gòu)建一個(gè)基于拓?fù)淞孔颖忍氐墓I(yè)規(guī)模量子計(jì)算機(jī)。該公司表示，從理論上來(lái)說(shuō)，這應(yīng)該能夠使他們制造出一個(gè)足夠小的量子計(jì)算機(jī)，可以放在一個(gè)柜子里，計(jì)算速度足夠快，可以在采用超過(guò)100萬(wàn)個(gè)量子比特解決以前無(wú)法解決的問(wèn)題。

微軟工程師在一篇博客文章中寫(xiě)道:“我們對(duì)這一設(shè)計(jì)充滿(mǎn)信心，因?yàn)槲覀冊(cè)谖锢韺W(xué)上取得了重大突破，為世界上第一個(gè)拓?fù)淞孔颖忍氐墓こ淘O(shè)計(jì)掃清了一個(gè)主要障礙，最終構(gòu)建了一個(gè)規(guī)?；牧孔訖C(jī)器?！?/p>

微軟沒(méi)有像其他量子計(jì)算公司那樣，一次只進(jìn)行少量量子比特的小規(guī)模迭代更新，而是專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)更大規(guī)模的量子計(jì)算技術(shù)，其方法基于至少需要100萬(wàn)個(gè)量子比特來(lái)執(zhí)行任何有用的計(jì)算。 

這也是促使DARPA與該公司合作的原因。作為其未探索的實(shí)用規(guī)模量子計(jì)算系統(tǒng)（US2QC）計(jì)劃的一部分，DARPA希望減少?zèng)]有進(jìn)行探索的量子方法帶來(lái)戰(zhàn)略意外的危險(xiǎn)。

DARPA國(guó)防科學(xué)辦公室US2QC項(xiàng)目經(jīng)理Joe Altepeter在一份新聞稿中解釋說(shuō)：“我們?cè)谌ツ臧l(fā)出了一個(gè)呼吁，如果有人認(rèn)為他們?cè)诓痪玫膶?lái)（10年以?xún)?nèi)）有一個(gè)真正革命性的方法來(lái)建造真正可用的量子計(jì)算機(jī)，我們希望聽(tīng)到他們的建議，并積極與他們合作，資助更多的技術(shù)專(zhuān)家加入開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，并為他們提出的解決方案提供嚴(yán)格的政府核查和驗(yàn)證?！?nbsp;

DARPA希望占據(jù)美國(guó)在量子計(jì)算領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)地位 

DARPA的最終目標(biāo)是推動(dòng)美國(guó)在一個(gè)具有重要戰(zhàn)略意義的技術(shù)領(lǐng)域的商業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位，并確保國(guó)家安全，避免在其他國(guó)家在美國(guó)尚未廣泛探索的領(lǐng)域領(lǐng)先時(shí)出現(xiàn)任何重大意外。 

這三家公司將各自提出自己的設(shè)計(jì)概念，描述他們對(duì)實(shí)用規(guī)模量子計(jì)算機(jī)的計(jì)劃，該計(jì)劃將對(duì)所有系統(tǒng)和子系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，一旦構(gòu)建和測(cè)試完成，DARPA的測(cè)試和驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)將對(duì)該概念進(jìn)行更詳細(xì)的評(píng)估，并將進(jìn)入下一階段，該階段可能會(huì)看到這些機(jī)器在現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)現(xiàn)。

風(fēng)險(xiǎn)投資商O(píng)penOcean合伙人Ekaterina Almasque是量子計(jì)算初創(chuàng)廠商IQM公司的早期投資者。她表示，量子計(jì)算是一項(xiàng)長(zhǎng)期投資，其發(fā)展在很大程度上依賴(lài)于政府部門(mén)和大型科技公司的研究預(yù)算，包括那些播種早期種子和培育生態(tài)系統(tǒng)的具有遠(yuǎn)見(jiàn)的組織。 

她指出：“DARPA在突破性研究方面有著悠久的歷史，他們認(rèn)為規(guī)模是量子計(jì)算的關(guān)鍵因素，這一點(diǎn)很有說(shuō)服力。我們現(xiàn)在還沒(méi)有進(jìn)入量子時(shí)代，但也沒(méi)有像一些觀察人士所說(shuō)的那樣處于災(zāi)難性的‘量子冬天’。”

“我們所處的時(shí)代是一個(gè)令人興奮的創(chuàng)新時(shí)代，任何事情都有可能發(fā)生。在這個(gè)時(shí)代，小型初創(chuàng)企業(yè)有機(jī)會(huì)取得突破，擴(kuò)大規(guī)模，并與微軟等科技巨頭進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。”她表示，“雖然距離量子霸權(quán)(量子計(jì)算機(jī)超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的時(shí)刻)還有一段時(shí)間，我們可能短期內(nèi)看不到功能完備的量子計(jì)算機(jī)，但預(yù)計(jì)未來(lái)十年將取得很大進(jìn)展。”

生成海報(bào)

免責(zé)聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來(lái)自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性，讀者在使用前請(qǐng)進(jìn)一步核實(shí)，并對(duì)任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對(duì)有關(guān)資料所引致的錯(cuò)誤、不確或遺漏，概不負(fù)任何法律責(zé)任。任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁(yè)或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識(shí)產(chǎn)權(quán)或存在不實(shí)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)及時(shí)向本網(wǎng)站提出書(shū)面權(quán)利通知或不實(shí)情況說(shuō)明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實(shí)情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會(huì)依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實(shí)，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開(kāi)相關(guān)鏈接。