阿里巴巴宣布研制出全球最强量子电路模拟器“太章”

05.01450谷歌、IBM、微软量子霸权混战，施尧耘：超导VS离子阱，量子计算进入两极世界今年三月，在洛杉矶举行的美国物理学会年会上，谷歌展示了一个新的量子处理器Bristlecone。这个基于门的超导系统目的在于研究量子比特技术的系统误差率和可扩展性，以及在量子模拟、优化和机器学习中的应用。左边是谷歌最新的72量子比特量子处理器Bristlecone。右边是该设备的图示：每个“X”代表一个量子比特，量子比特之间以线性阵列方式相连。来源：Google Quantum AI Lab谷歌量子AI实验室研究科学家Julian Kelly在Google Research官博发文介绍，Bristlecone遵循是谷歌之前提出的9个量子比特量子计算机的线性阵列技术所对应的物理学原理，而该技术显示的最佳结果如下：低的读数错误率（1%）、单量子比特门（0.1%）以及最重要的双量子比特门（0.6%）。该设备使用与9个量子比特的相同的模式进行耦合、控制和读出，但将其扩展为一个包含72个量子比特的正方形数组。谷歌研究人员计算后认为，量子霸权的目标可以通过使用49个量子比特，一个超过40的电路深度，一个低于0.5%的2个比特误差进行完美的证明。有观点认为，谷歌之所以公布72位量子比特处理器，是因为量子霸权之路遇到了对手IBM。2017年11月，IBM宣布成功构建并测量了具有类似性能指标的50个量子比特原型机，今年2月又曝光了其内部结构图。50个量子比特被普遍认为可以进行普通超级计算机不能完成的任务，IBM此举也是在“量子霸权”上具有里程碑意义的一步。因为谷歌和IBM的量子处理器都是通过超导来实现量子计算，因此这两家公司在量子霸权上你追我赶。但是另外一股力量也随时有可能爆发，那就是微软。微软押注拓扑量子计算，虽然目前还没有做出来相互作用的量子比特，但一直在开发量子硬件以及量子计算机软件开发套件。微软的逻辑在于，虽然谷歌、IBM都做出了量子比特，但这些都是不精确的量子比特，来自外部环境的微小震动或能量都可能导致计算错误。而微软的拓扑量子计算机可能能够大大降低噪音。微软量子计算业务发展总监Julie Love曾说：“我们的一个量子比特将会有1000个、甚至10000个嘈杂的量子比特那样强大。”他们认为，微软将在今年年底前得到可工作的量子比特。施尧耘今年2月发表在新智元上的一篇文章也提到，宇宙中第一个拓扑量子比特将在今年爆发，而微软是有可能做出来的。事实也证明，微软也离量子霸权更近了一步。今年3月底，微软的研究人员观察到被称为“天使粒子”的马约拉纳费米子存在的相当有力的证据：电子在他们的导线中分裂成半体。如果微软希望建造一台能工作的量子计算机，这将是至关重要的。另外，离子阱量子计算在今年下半年可能会做出手握50-60几个比特的利器，施尧耘认为，这一领域最大的赢家是没有稳定量子比特的Amazon和Facebook，量子计算将进入两极世界时代。