霍尼韋爾研發(fā)至強量子計算機，性能是IBM的兩倍

（文章來源：茶馬星球視野）

在量子計算機方面，通常我們傾向于認(rèn)為像谷歌和IBM這樣的公司是該領(lǐng)域的主要參與者，但是在這樣一個前沿陣地，該領(lǐng)域即將迎來更多競爭。114年工業(yè)巨頭霍尼韋爾表示，在未來三個月的某個時候，它會將將其聲稱是世界功能最強大的量子計算機推向市場，該公司開發(fā)的超級計算機功能至少是當(dāng)前量子計算機性能的兩倍。

大多數(shù)公司在談?wù)撍麄兊牧孔佑嬎銠C的能力時都是在談?wù)摿孔游?。例如去年谷歌宣稱取得量子霸權(quán)的Sycamore計算機，擁有53個量子位?；裟犴f爾采用的是IBM“量子體積”的度量標(biāo)準(zhǔn)來定義其機器的功能。IBM創(chuàng)造了量子體積這個術(shù)語，這里的要點是，量子體積試圖通過對計算機不同部分的整體觀察來衡量計算機的性能。 原始量子位在計算中很重要，但它們之間的相互作用也很重要。 例如這些量子位產(chǎn)生的錯誤率越低，得分就越高。與此同時量子體積值越大，計算機能夠解決的問題就越復(fù)雜。

美國商業(yè)集團和國防承包商霍尼韋爾聲稱三個月內(nèi)即將推出的商用計算機的量子體積將至少為64，這是迄今為止最高的量子體積。為了正確理解這一數(shù)字，我們可以和IBM做個對比，IBM今年1月份宣布其制造的28量子位“Raleigh”計算機的量子體積為32。

自2017年以來，IBM的量子體積每年都翻一番。今年早些時候IBM表示，其名為Raleigh的量子計算機的量子體積達到32，而一年前只有16。與此同時去年10月份，谷歌說它的量子計算機Sycamore取得了“量子霸權(quán)”，引起了轟動。Sycamore在3分20秒內(nèi)完成了一個復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算，這是其他超級計算機在不到1萬年的時間里無法完成的。現(xiàn)在霍尼韋爾說，我們的量子計算機才是最強大的！

該公司之所以能夠?qū)崿F(xiàn)這一性能飛躍，部分原因要歸功于在2015年取得的突破，當(dāng)時他們開發(fā)了一種技術(shù)，該技術(shù)使用激光捕獲處于疊加狀態(tài)的帶電原子?；裟犴f爾現(xiàn)在對其設(shè)備進行了一系列測試，他們聲稱即將推出的計算機是世界上功能最強大的量子計算機。

關(guān)于“最強大”的說法，霍尼韋爾的新聞稿稱，一些行業(yè)分析師認(rèn)可量子體積是一種有用的方法，可以用來衡量量子計算機的性能，而不是僅僅依賴于量子位的數(shù)量。 IBM研究院量子系統(tǒng)技術(shù)高級經(jīng)理杰瑞周表示，他很高興看到 IBM 的度量標(biāo)準(zhǔn)被用作衡量量子計算機進展的最好的硬不可知論的基準(zhǔn)。

霍尼韋爾新發(fā)布的機器將依賴于不同于IBM或谷歌的基礎(chǔ)架構(gòu)，并且在量子處理能力或未來擴展能力方面可能具有一些優(yōu)勢。但是在量子計算機沒有實際用途的時候，設(shè)備的功能并不重要。取而代之的是，這一聲明意義重大，主要是因為出現(xiàn)了一家公司推出了另一種架構(gòu)來與當(dāng)今量子計算游戲中的最大競爭者競爭。

霍尼韋爾量子解決方案總裁Tony Uttley表示非常高興能夠?qū)⑵渫葡蚴袌觥?他解釋說，該設(shè)備結(jié)合了霍尼韋爾的許多優(yōu)勢，包括高精度控制器，磁性系統(tǒng)和集成電路。

量子計算機是基于不同于傳統(tǒng)計算機的體系結(jié)構(gòu)的計算機，在傳統(tǒng)計算機中，用于執(zhí)行計算的基本單元稱為量子位 ，它遵循與原子周圍的電子相同的數(shù)學(xué)規(guī)律。 今天的量子計算機與隨機數(shù)生成器的能力要差不多，由于與外界的相互作用，它們很快就失去了量子行為。 但是開發(fā)這些計算機的公司和研究人員正在努力通過創(chuàng)造更好的量子比特來克服這些限制，這些量子位可以保持更長的時間。

谷歌和 IBM 提供的量子產(chǎn)品的核心是由超低溫稀釋冰箱中的射頻脈沖控制的超導(dǎo)回路。 相反霍尼韋爾開發(fā)了一種被稱為囚禁離子的量子電荷耦合裝置。 2D 系統(tǒng)捕獲作為量子位的鐿元素的離子，而輔助原子則幫助冷卻鐿原子。 光脈沖使量子位進入初始狀態(tài)，量子版本的計算機位設(shè)置為0或1，然后測量量子位的最終值0或1，而進一步的脈沖充當(dāng)門或兩個量子位之間的量子邏輯運算。

當(dāng)今量子計算機最大的問題之一是，工程師們是否能夠?qū)⑺鼈償U展到運行強大的量子算法所需的量子位數(shù)。 就短期而言，霍尼韋爾的架構(gòu)內(nèi)置了伸縮功能：他們可以添加更多含有量子位的單元，并可以在這些單元之間傳輸單個量子位。

其他大多數(shù)公司目前對霍尼韋爾在量子計算機領(lǐng)域的成功至少持樂觀態(tài)度。IBM研究部門表示，霍尼韋爾的論文顯示了可編程俘獲離子量子系統(tǒng)令人興奮的新進展。該公司還獲得了微軟的認(rèn)可，兩家公司宣布建立合作伙伴關(guān)系，霍尼韋爾還將通過微軟的Azure量子服務(wù)在云上提供供開發(fā)人員使用的設(shè)備。同時霍尼韋爾還將與摩根大通合作，基于該架構(gòu)為設(shè)備和未來設(shè)備開發(fā)算法，并與初創(chuàng)公司一起開發(fā)軟件。
（責(zé)任編輯：fqj）