量子计算机竞赛愈演愈烈离子阱技术备受关注

　　自1982年，物理学家理查德·费曼提出＂利用量子体系实现通用计算＂的想法至今，量子计算技术与产业呈现加速发展态势，成为中国、美国、欧洲、加拿大、澳大利亚等国家和地区的关注焦点。
　　目前Google、IBM、微软、Honeywell、IonQ等众多公司都成功研制出量子计算机，其他公司也在加速研发布局。诺贝尔物理学奖得主威廉·菲利普斯曾说过，量子计算机和经典计算机之间的差距，比经典计算机和算盘之间的差距还要大。
　　离子阱技术，获得更多关注
　　2020年以来，离子阱技术在制造商用量子计算机方面，越来越受关注。
　　霍尼韦尔量子计算机
　　今年6月霍尼韦尔（第一家采用离子阱技术的老牌企业）发布了量子体积为64的量子计算机H0，3个月后该量子计算机的量子体积从64增加到128；10月底霍尼韦尔又推出了新一代量子计算机H1，H1最初提供10个全连接的量子比特，达到了128量子体积，并有＂中间电路测量＂和＂量子比特重复使用＂的特性。同时，霍尼韦尔还公布了未来十年量子计算路线图，计划从 10 个量子比特到 40 个量子比特，并向下一代容错、可大规模部署的设备迈进。
　　霍尼韦尔量子计算路线图
　　除了霍尼韦尔外，全球还有很多致力于离子阱量子计算机研发的初创企业，如美国的IonQ、英国的Universal Quantum、奥地利的Alpine Quantum Technology（简称AQT）以及中国的启科量子。
　　IonQ今年10月份推出了拥有32个＂完美的＂量子比特、量子体积预计超400万的量子计算机，该计算机可与IBM和谷歌的量子计算机相媲美，IonQ首席执行官彼得·查普曼表示，公司计划在未来几年中每八个月将其系统中的量子比特数量增加一倍；Universal Quantum今年完成了360万英镑的种子轮融资，该公司对标IBM和谷歌，希望能建造出包括100万个量子比特的量子计算机；AQT去年获得1000万欧元的融资，并在今年4月与 Quantum Simulations（HQS）建立合作，通过自身在离子阱量子计算方面的专业知识，为用户提供可用于计算机辅助材料设计的解决方案；启科量子团队在国内已建成具有离子-声子-光子符合纠缠功能的囚禁系统，计划将在2~3年内完成百比特分布式离子阱量子计算机＂天算1号＂。
　　量子计算，未来无限可能
　　现在量子计算机的发展，有很多种不同的物理体系，离子阱是同时满足量子计算5个基本准则和量子网络2个准则的唯一物理体系，也是最有希望实现大规模量子计算和网络的物理系统。
　　除了离子阱外，还有超导、光子、超冷原子、半导体量子点等，不同的体系造就了量子计算机不同的技术实现路线，其中超导和离子阱是目前相对领先的两种实现方法。
　　目前，围绕量子计算的产业生态已初具雏形，形成了科研机构、科技巨头、初创企业协力研发，垂直领域企业布局的态势。
　　对量子计算机的可用性而言，需要从量子比特数、长相干时间保护、高保真度量子操作等多个维度进行综合衡量。近日，《Nature》杂志发布的＂Quantum computer race intensifies as alternative technology gains steam＂一文中讲到，一台符合原始期望值的量子计算机，比如说可以用来破解传统加密系统的机器，需要数百万个独立的可控量子比特。但是量子比特的大小并不是唯一的问题，其质量和彼此之间的连接程度，也相当重要。随着量子比特连接数量的增加，由噪音引起的错误频率，在连接过程中也往往会增加。数百万个量子比特一同计算时，计算过程中出现的错误应到足够小，小到可以进行自我纠错。而物理学家们都希望其出错率极小，以至于在嘈杂环境中也可以正常运作。
　　量子计算目前处于起步阶段，启科量子量子计算首席科学家表示，我们要以一种长远的目光来看待量子计算，使各种体系不断完善和发展，来解决各种体系下的任务。他认为，量子计算绝对不是短跑，而是一场马拉松，在马拉松的初级阶段，我们应该关注到各个体系，包括一些新生的体系，量子计算机最后的架构也许比现在经典计算机所依赖的体系更丰富、更复杂。