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三箭齐发！欧洲量子计算正迎头赶上

光子盒研究院 光子盒 2021-12-15
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光子盒研究院出品
 
量子计算的商业化进程，欧洲相对落后于北美和亚太地区，目前欧洲还没有一台真正的量子计算机，但是这一局面很快就可能扭转。
 
除了芬兰IQM正在研究超导量子计算机外，欧洲的离子阱和中性原子量子计算机也取得了突破。奥地利因斯布鲁克大学的衍生公司Alpine Quantum Technologies GmbH(AQT)在离子阱系统上演示了24个量子比特的纠缠，法国公司Pasqal将接受意大利CINECA超算中心及其成员访问Pasqal的中性原子量子计算技术。
 
AQT公司制造了一台紧凑型离子阱量子计算演示器，并放置在两个19英寸的室温机架中。他们与因斯布鲁克大学合作，在不使用后选择或错误缓解技术的情况下，产生了最多24个离子的最大纠缠Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态。每个离子代表一个量子比特。

论文链接：
https://arxiv.org/abs/2101.11390

 
如上图所示的量子计算演示器，放置在两个19英寸的机架中，主要部件都贴有标签。红色的模块对应于光学系统，绿色表示通信和读出，蓝色表示电子和放大器，黄色表示光纤路由和交换，紫色表示其他核心模块。
 
其中，“光学机架”(Optics rack)主要包括光产生、交换和路由模块、相干射频（RF）和数字信号生成模块以及相关的电子设备。“陷阱机架”(Trap rack)则包含主陷阱模块、相关的驱动电子设备以及通信和远程控制集线器。半透明红色部分是计划中的729nm光产生模块。
 
这台机器将被因斯布鲁克大学用于自己与合作伙伴的研究。不过，在近期内还不会公开用于一般用途。AQT公司正在为这台机器开发一个50量子比特的升级版本，但据AQT公司首席执行官Thomas Monz预计，要到2022年初才能升级。
 
AQT公司之前宣布了一些软件合作伙伴关系，IBM的Qiskit、Google的Cirq、Xanadu的Pennylane和CQC的t | ket>可能会被用来编程这台机器。
 
另一家公司Pasqal经过激烈竞争后，被CINECA超算中心选择中来为其位于法国帕拉伊索的处理器提供运行时间。Pasqal技术的几个关键特征被认为是至关重要的：更高的量子比特连通性，处理器拓扑随意重新排列，以及实现哈密顿进化的模拟控制。
 
Pasqal将推出其第一个原型——“Fresnel”100量子比特处理器，是以19世纪法国物理学家菲涅耳的名字命名的。该量子处理器支持量子模拟任务(如拓扑材料)，以及量子算法的混合实现，重点是优化问题的解决，例如在能源部门。
 
 Pasqal量子处理器（QPU）三维CAD模型
 
去年10月，Pasqal宣布将在2021年实现对其商业量子模拟平台的远程访问，现在CINECA超算中心将成为该平台的第一批用户。
 
CINECA是由意大利大学和研究机构组成的一个非盈利组织。作为全世界最著名的科学计算中心之一，整个欧洲的科学家都在向CINECA寻求所需的高性能计算(HPC)资源和数据处理能力，推进从人工智能和自动化，到核物理和纳米技术的各项研究。
 
此前，Pasqal量子模拟平台已经有了第一批用例，他们正在撰写一份关于“与法国电力公司在智能移动领域合作”的报告，该报告即将出版。同时与Qubit Pharmaceuticals制药公司在计算药物设计方面的合作已经开始。
 
在超导量子计算机的赛道上，欧洲也有IQM这样的领先企业。
 
2020年11月，芬兰国家技术研究中心(VTT)和IQM达成协议，建立创新合作伙伴关系，并开始研发芬兰第一台量子计算机。芬兰政府为该项目提供了2070万欧元的资金。
 
这项工作分三个阶段进行。在第一阶段，目标是在一年内研制一台能正常工作的5量子比特计算机。该项目的总目标是到2024年制造出一个50量子比特的量子计算机。
 
IQM刚刚完成3900万欧元的A轮融资，腾讯也是投资者之一，公司迄今为止已筹集的资金总额达到7100万欧元。
 
随着研究的深入，今年欧洲有望在超导、离子阱、中性原子领域三箭齐发，加上由荷兰代尔夫特理工大学主导的半导体自旋和拓扑量子比特研究，欧洲量子计算将迎头赶上。
 
参考文章：
https://pasqal.io/2021/01/27/pasqal-and-cineca-to-advance-use-cases-of-neutral-atoms-based-quantum-computers/
https://www.aqt.eu/24-qubit-entanglement/
 
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