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    百萬量子比特量子計算? SEEQC正計劃如何擴(kuò)展量子計算機(jī)

    北京時間1月14日消息(余予)盡管聽到突破性的127 量子比特量子計算機(jī)或到2023年有望實現(xiàn)1000量子比特的消息令人興奮,但現(xiàn)實情況是,量子計算仍然不是一種主流計算技術(shù),無法產(chǎn)生大規(guī)模、明顯和即時影響的改變現(xiàn)實世界的結(jié)果。

    量子計算仍有很多希望、潛力和未來。

    這是總部位于紐約的量子計算公司SEEQC尋求改變的。它正面臨一場艱苦的戰(zhàn)斗。

    該公司正在構(gòu)建一臺專用的一次性量子計算機(jī),其方式與創(chuàng)建第一臺經(jīng)典計算機(jī)的方式大致相同,目的是做一件事,比如在火箭技術(shù)的早期導(dǎo)彈軌跡計算。其中一個名為QPharma的項目是該公司與默克(Merck)和其他合作伙伴的合資項目,旨在構(gòu)建用于藥物研究的量子計算機(jī)。該公司使用的一項關(guān)鍵技術(shù)本質(zhì)上是將經(jīng)典計算機(jī)和量子計算機(jī)合并在稀釋冰箱中,量子計算機(jī)需要達(dá)到其最佳工作溫度(在絕對零度附近)。其目標(biāo)是減少外部量子計算機(jī)控制機(jī)制所需的指令和數(shù)模轉(zhuǎn)換的往返,并在量子計算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行讀出、控制甚至潛在的糾錯。

    其使用的芯片速度驚人,在30到40 GHz,能夠在極低溫度下運行以避免破壞量子比特的穩(wěn)定性。

    也許SEEQC正在做的最具挑戰(zhàn)性的工作是尋找將量子計算機(jī)擴(kuò)展多個數(shù)量級的方法。

    “我們真正關(guān)注的是如何擴(kuò)大量子計算機(jī)的規(guī)模,”SEEQC首席執(zhí)行官John Levy最近在TechFirst播客上表示,“盡管IBM將達(dá)到一千或數(shù)千個量子比特……但問題是我們?nèi)绾芜_(dá)到一萬、十萬、一百萬個量子比特,以便我們能夠真正將量子計算機(jī)的復(fù)雜性提升到公司所關(guān)心的問題的程度。”

    John Levy,SEEQC首席執(zhí)行官(圖源:SEEQC官網(wǎng))

    “這就是我們正在做的事情。”

    這從使用SEEQC的代工廠以近乎實時的方式設(shè)計和制造芯片開始——想想每周迭代一次——公司可以混合和匹配各種需求,例如運行量子變分特征求解器或量子近似優(yōu)化算法。這得益于該公司是Hypres衍生公司,后者超導(dǎo)集成電路并將其商業(yè)化。

    但對于Levy來說,重要的不僅僅是構(gòu)建量子計算機(jī)的量子組件,即量子比特本身;同樣重要的是,將它們有效地集成到計算環(huán)境中,使我們能夠?qū)嶋H解決問題和使用洞察力。

    聽聽這篇文章背后的采訪:

    “如果你看看超導(dǎo)計算機(jī)……你會發(fā)現(xiàn),我們?nèi)栽谔幚肀仨氜D(zhuǎn)換為數(shù)字并返回模擬的模擬信號,從低溫到環(huán)境再到低溫。有很多潛伏期,使用起來非常困難,” Levy 表示,“但我們習(xí)慣于使用計算機(jī),真正的計算機(jī)都是基于芯片的。所以我們的芯片基于一種叫做單通量量子的東西,它與CMOS不同,它更快、更安靜、能量更低,使我們能夠為量子計算機(jī)構(gòu)建功能芯片,執(zhí)行諸如讀出和控制、最終糾錯、協(xié)同處理等操作,它們都在同一個稀釋冰箱中,且都是芯片級的。”

    這與芝加哥大學(xué)的計算機(jī)科學(xué)家和物理學(xué)家最近展示的方法類似——并在2021年IEEE量子計算與工程國際會議上獲得了最佳論文獎。

    研究人員發(fā)現(xiàn),這種方法的結(jié)果是量子操作具有更好的可擴(kuò)展性和更低的錯誤率。

    “我們知道,為了擴(kuò)展大型復(fù)雜系統(tǒng),我們必須將它們縮減為一系列芯片......它必須發(fā)生,”Levy表示。

    根據(jù)SEEQC的說法,這有可能做的是將量子計算從相當(dāng)于Werner Braun V2火箭的計算量轉(zhuǎn)移到更像SpaceX的東西上:可擴(kuò)展性、可重復(fù)性和更低的成本。

    更低的成本。

    成本降低多達(dá)97%。

    “目前,構(gòu)建一個量子比特的成本……帶有讀出、控制、可調(diào)諧耦合器……每個量子比特的成本約為10000 美元,”Levy稱,“不久前,成本大約在40000美元。所以這是一個真正的進(jìn)步。但是想象一下,你可以用五六個芯片,或者類似的東西來完成所有這些,并且可以多路復(fù)用到很多量子比特。構(gòu)建一套可以在6英寸和8英寸晶圓上制造的這類芯片的成本并不多,在那里你會得到很多這樣的芯片。”

    經(jīng)過進(jìn)一步詢問,Levy告訴我,“不多”是指每個量子比特在“數(shù)百”美元。

    這是一個重要的游戲規(guī)則改變者。

    雖然有傳言稱,深圳量旋科技(SpinQ Technology )將推出一款非常基礎(chǔ)的量子計算機(jī),售價5000美元左右,但這實際上是一款為高中設(shè)計的兩個量子比特的玩具,甚至無法達(dá)到典型的經(jīng)典計算速度。在工業(yè)或大學(xué)環(huán)境中實際使用的“真正的”量子計算機(jī)要花費數(shù)百萬美元。例如,D-Wave在2017年以1500萬美元的價格出售了一款特定的量子計算機(jī)模型,但現(xiàn)在的重點是讓量子計算云可以訪問,所以您可以啟動量子處理,就像在亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(Amazon Web Services) 上啟動一個新節(jié)點一樣。

    讓量子計算變得實惠是使其有用的關(guān)鍵一步。

    Levy表示,雖然SEEQC今天正在制造特定用途的機(jī)器,但其最終目標(biāo)是通用量子計算機(jī)。而這需要規(guī)模,這與基于代工廠的量子計算機(jī)制造方法非常吻合。

    “我們知道,為了擴(kuò)大大型復(fù)雜系統(tǒng),我們必須將它們縮減為一系列芯片,”Levy表示,“它必須發(fā)生。”

    它會起作用嗎?

    只有時間會給出答案。SEEQC公司人脈廣泛, 其在美國、英國和意大利的業(yè)務(wù)獲得了多項撥款,總額達(dá)數(shù)百萬美元。它有一個人脈廣泛、擁有有用的技術(shù)的母公司,它所在的行業(yè)在2021年增長迅速,預(yù)計2022 年將繼續(xù)增長,其應(yīng)用領(lǐng)域包括人工智能、自然語言處理和密碼學(xué)。

    但它也面臨著來自霍尼韋爾、IBM、谷歌和英特爾等公司的激烈碰撞。尖端技術(shù)往往會讓發(fā)明它的公司流血。

    Levy 認(rèn)為他們會這樣做,但他不認(rèn)為SEEQC的方法是唯一可行的方法。

    “在接下來的三到五年內(nèi)……你將看到建立在這個平臺和其他可擴(kuò)展平臺上的量子計算機(jī),”他說, “我認(rèn)為你會看到基于光子學(xué)的產(chǎn)品,你會從我們那里看到,你也會看到一個超導(dǎo)電子學(xué)的……超導(dǎo)量子比特版本。”

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    2022-01-14
    百萬量子比特量子計算? SEEQC正計劃如何擴(kuò)展量子計算機(jī)
    百萬量子比特量子計算? SEEQC正計劃如何擴(kuò)展量子計算機(jī),C114訊 北京時間1月14日消息(余予)盡管聽到突破性的127 量子比特量子計算機(jī)或到2023年有

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