欢迎阅读IDQuantique最新一期的量子计算季度评论。

在本期中,我们有来自科技巨头谷歌和 IBM 的一些突破性新闻,以及业界和学术界之间的许多令人兴奋的合作,旨在扩展量子技术的前沿。还有消息称量子计算将在化学动力学、粒子物理和无人驾驶汽车等领域得到广泛应用!

谷歌的量子突破

随着谷歌量子计算部门宣布其量子之旅取得重大突破,第三季度取得了快速的开局。
7 月初,研究人员发表了一篇论文,介绍了他们的新型 70 量子位系统,该系统比之前的 53 量子位系统在性能上有了显着提升,该系统早在 2019 年就证明了量子霸权。
据报道,计算能力的指数级增长几乎可以立即完成传统超级计算机需要 47 年才能完成的计算。尽管要求计算机完成的具体任务很少或根本没有实际应用,但它证明了量子计算系统不断发展的潜力。IDQuantique量子计算评论 2023 年第 3 季度插图

IBM 让纠错变得更简单

8 月中旬,IBM 量子研究人员发布了一组新代码,可以有效地使用少十倍的量子比特;使实用的、容错的量子计算更近了一步。
当今量子计算机面临的最大挑战之一是它们的“噪音”。它们的错误率很高,这是采用的障碍。
然而,纠错技术的进步,加上硬件和处理器的创新,让量子计算界感到乐观,认为容错量子计算不仅可行,而且最终是实用的。IDQuantique量子计算评论 2023 年第 3 季度插图1

量子中继器的新方法

量子网络的工作方式与当今经典数据网络不同。量子信号本质上更加脆弱,下一代网络将需要配备量子中继器。

普林斯顿大学的一项新研究详细介绍了构建量子中继器的新方法的基础,该方法结合了光子设计和材料科学的重大进步。

现代中继器发出可见光谱的光,这种光在光纤上会迅速降解,需要转换才能传播很长的距离。新方法发射红外波长的光,不需要转换,为更简单、更强大的网络铺平了道路。

IDQuantique量子计算评论 2023 年第 3 季度插图2

立法格局

随着全球量子优势竞赛的持续,拜登政府采取措施限制美国实体在中国、香港和澳门的海外投资。具体来说,八月份发布的一项行政命令旨在禁止美国对其所谓的“国家安全技术”进行投资,尤其是半导体、量子技术和人工能。

量子公告

在 9 月于华盛顿举行的量子世界大会上,IonQ 宣布推出两款新型机架式处理器来扩展其产品线:IonQ Forte Enterprise 和 IonQ Tempo。两者都代表了 IonQ 为减少其技术总体占用空间而做出的努力,使其更适合纳入传统数据中心。与此同时,IonQ 宣布获得额外 2500 万美元的合同,为美国空军提供量子计算机。

IDQuantique量子计算评论 2023 年第 3 季度插图3

对于 IonQ 来说,这几个月是忙碌的,该公司还与马里兰大学合作开发了耗资 2000 万美元的国家量子实验室(QLab),该实验室于 9 月在马里兰大学总部开业。

作为商界和学术界在量子领域合作的又一个例子,阿布扎比大学和 Vernewell Group 签署了一份谅解备忘录,表明他们打算利用 DARQ 技术(分布式账本、人工智能、扩展现实和量子计算)所代表的机遇。

8 月,德国电信在柏林的 T-Lab 设施开设了量子实验室。该设施致力于量子研究以及将量子技术集成到商业通信网络中,与柏林、德累斯顿和慕尼黑的学术机构相连。

中国移动与中国电子科技集团公司(CETGC)合作推出国内最大的量子云计算平台。该云平台是一个混合环境,将经典计算资源与先进的 20 量子位量子设备连接起来,为研究人员和企业提供开放的测试平台,并为大学和其他机构提供公众访问权限。

在英国,伦敦帝国理工学院启动了QuEST 计划(量子工程、科学与技术中心)。QuEST 旨在补充英国政府的国家量子战略,将为这家世界著名机构已经令人印象深刻的量子成就遗产提供进一步的推动力。

7 月下旬,D-Wave 宣布与滑铁卢大学量子计算研究所开展两项新的合作。这些长期项目由自然科学和工程研究委员会资助,重点是“确定设备设计和材料质量的改进,以支持日益相干的超导量子处理器”。

量子应用

随着量子技术的发展,它正在各个学科中寻找新的应用。在化学领域,研究人员使用俘获离子量子计算机彻底改变了我们观察化学动力学几何过程的方式,这一过程自 20 世纪 50 年代以来一直困扰着化学家和物理学家。在《自然》杂志上发表的一篇论文中,他们揭示了如何设计复杂问题并将其映射到小型量子设备上,并将过程减慢一亿倍。

在激光雷达应用和无人驾驶汽车领域,量子技术被用来提高明亮阳光下物体的可见度。无人驾驶汽车可以使用激光脉冲来感知物体并测量它们的距离,但这可能会在非常明亮的条件下或附近物体反射光的情况下受到影响。将激光器替换为量子光粒子可以使自动驾驶汽车更容易避免碰撞。

7 月,来自 CERN、DESY、IBM Quantum 和其他 30 多个组织的研究人员发表了一篇论文,确定了可以应用新兴量子计算技术的粒子物理领域的具体活动。

量子计算非常有前途,但并不是粒子物理学中的每个问题都适合这种计算模式。[…]重要的是要确保我们做好准备,并且我们能够准确地确定这些技术对我们社区最有潜力的领域。

Alberto Di Meglio,CERN 量子技术计划 (CERN QTI) 负责人

CNRS 里昂高等师范学院的一个研究团队最近开发了一种量子雷达,其性能可以显着优于基于经典方法的现有系统。先前的研究表明,量子相关性可以使雷达探测速度提高四倍。初步结果显示,与传统雷达相比,研究人员开发的微波量子雷达将雷达检测速度提高了 20%。

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