摘要：Quantum Brilliance基于鉆石開發(fā)了一種可以在室溫下運(yùn)行的小型量子計(jì)算機(jī)。

隨著使用合成金剛石色心創(chuàng)建量子比特的技術(shù)不斷進(jìn)步，制造一臺小到可以放在辦公桌上，或者嵌入衛(wèi)星、汽車甚至手機(jī)的量子計(jì)算機(jī)不再是“白日夢”。事實(shí)上，第一臺這類機(jī)器已經(jīng)開始交付給早期客戶。

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成立2年的初創(chuàng)公司Quantum Brilliance從由Main Sequence Ventures和澳大利亞量子服務(wù)公司QxBranch創(chuàng)始人領(lǐng)導(dǎo)的投資財(cái)團(tuán)籌集了近1000萬美元的種子資金（其中，QxBranch已被Rigetti收購），顯然，該技術(shù)已獲得了投資者的“信任投票”。

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Quantum Brilliance的首席執(zhí)行官Andrew Horsley表示，這筆資金將用于加速金剛石色心技術(shù)的商業(yè)化，并可能會(huì)極大地改變量子計(jì)算的使用方式。

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Horsley說道：“我們正在簡化量子計(jì)算機(jī)，把它變成的普通服務(wù)器機(jī)架中的設(shè)備，可放置在經(jīng)典計(jì)算機(jī)旁邊。目前大多數(shù)量子計(jì)算機(jī)都是巨型主機(jī)，而這類產(chǎn)品卻足夠小，并可以嵌入到移動(dòng)設(shè)備中?！盚orsley強(qiáng)調(diào)，小型化的潛力巨大。

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此外，使用這種技術(shù)可以創(chuàng)建的量子比特?cái)?shù)量同樣潛力無限。

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Quantum Brilliance首席科學(xué)官M(fèi)arcus Doherty（馬庫斯·多爾蒂 ）表示：“我們正在考慮創(chuàng)造上百萬個(gè)量子比特，而不是人們談?wù)摰纳锨Ъ??！?/p>

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今年早些時(shí)候，Quantum Brilliance向澳大利亞的Pawsey超級計(jì)算中心交付了第一個(gè)此類系統(tǒng)，并開始向其他商業(yè)客戶發(fā)貨。

室溫下的量子計(jì)算機(jī)

Quantum Brilliance正在開發(fā)基于合成鉆石的金剛石色心量子計(jì)算機(jī)，它不需要接近絕對零的溫度或復(fù)雜的激光系統(tǒng)來運(yùn)行，這與谷歌、IBM 和 Rigetti等大公司開發(fā)的超導(dǎo)量子系統(tǒng)形成鮮明對比，因?yàn)檫@些系統(tǒng)需要大型且耗能的冷卻系統(tǒng)來保持它們的溫度低于星際空間。

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而像霍尼韋爾和IonQ創(chuàng)建的離子阱計(jì)算系統(tǒng)有可能變得更小，但即使是因斯布魯克大學(xué)的一個(gè)研究小組今年夏天推出的最小的離子阱計(jì)算機(jī)，也有兩個(gè)服務(wù)器機(jī)架大小。

相比之下，Quantum Brilliance的系統(tǒng)只有飯盒那么大，基于金剛石色心的量子比特的性能介于超導(dǎo)量子比特和離子阱量子比特之間。

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“它在性能方面處于中等水平。”Doherty說道。它的門速度比超導(dǎo)量子比特慢，但比離子阱快。金剛石色心量子比特的相干性低于離子阱。然而，這種技術(shù)最大的優(yōu)勢是能夠在室溫下運(yùn)行。Quantum Brilliance量子加速器目前只有兩個(gè)量子比特，雖然現(xiàn)在它與谷歌的72量子比特系統(tǒng)相比還微不足道，但是，Doherty表示，“到 2025 年，該公司可以達(dá)到50個(gè)量子比特?！?/p>

這臺計(jì)算機(jī)將怎么運(yùn)行？

基于金剛石色心的量子比特是使用具有特定缺陷的金剛石創(chuàng)建而成，金剛石晶格的一個(gè)碳原子被一個(gè)氮原子取代，并在留下一個(gè)間隙。這個(gè)間隙或空位帶負(fù)電，并表現(xiàn)得像一個(gè)離子阱。當(dāng)用綠色激光點(diǎn)亮?xí)r，它可以被操縱成一個(gè)量子比特。（正在開發(fā)合成金剛石就用于實(shí)現(xiàn)各種這樣的高科技目標(biāo)。）

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Doherty表示，直到2014年左右，基于金剛石色心的量子比特一直是量子計(jì)算領(lǐng)域的領(lǐng)先理念，但進(jìn)展卻停滯不前，因?yàn)槭聦?shí)證明，很難制造出足夠精確的合成金剛石來運(yùn)行系統(tǒng)。Quantum Brilliance聯(lián)合創(chuàng)始人的突破在于開發(fā)了一種能夠提高精度的新型制造技術(shù)。這家初創(chuàng)公司從戴比爾斯集團(tuán)旗下的合成鉆石制造商“元素六”購買合成鉆石，然后在公司內(nèi)部完成制造流程的最后一步。

Quantum Brilliance于2019年從澳大利亞國立大學(xué)拆分出來，直到最近才從隱身模式中脫穎而出。它現(xiàn)在有25名員工，正在招聘20個(gè)以上的職位。這家初創(chuàng)公司的目標(biāo)是在明年將員工增加到100多人，其中一半將在德國工作。

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該公司正在德國設(shè)立辦事處，一方面是因?yàn)榈聡疄榱孔佑?jì)算領(lǐng)域提供的20億歐元資金，另一方面，Horsley說道：“德國擁有密度最高的金剛石量子研究小組之一，并且在精密制造方面也擁有豐富的專業(yè)知識。”預(yù)計(jì)將成為首批量子計(jì)算客戶的大型汽車制造商也聚集在該地區(qū)。

其他類型的量子計(jì)算機(jī)將會(huì)終結(jié)嗎？

室溫量子計(jì)算會(huì)完全超越超導(dǎo)等其他量子計(jì)算嗎？Doherty說，目前還不會(huì)。

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“未來是異構(gòu)的，一臺計(jì)算機(jī)可以做所有事情的想法已經(jīng)不復(fù)存在，”他說。尤其是量子計(jì)算機(jī)近期只有幾個(gè)量子比特時(shí)，很可能會(huì)針對解決某個(gè)特定問題而進(jìn)行定制。速度更快的量子計(jì)算機(jī)（例如超導(dǎo)系統(tǒng)），可能用于解決一種類型的問題，而基于金剛石的色心的計(jì)算機(jī)則用于解決另一種類型的問題。

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如涉及單個(gè)復(fù)雜分子的計(jì)算可能更適合在實(shí)驗(yàn)室的大型機(jī)上進(jìn)行，但是由一個(gè)基于金剛石的小型機(jī)器組成的網(wǎng)絡(luò)，通過并行處理就可以更好地計(jì)算小分子系統(tǒng)之間如何相互作用。

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然而，隨著時(shí)間的推移，量子比特?cái)?shù)的增加，Doherty預(yù)計(jì)量子計(jì)算組合將更有利于金剛石色心技術(shù)路線，“隨著時(shí)間的推移，一些技術(shù)會(huì)逐漸消失。我們的最終目標(biāo)是成為萬能的量子計(jì)算機(jī)?！?/p>

文：邁亞帕爾默

編譯：慕一

編輯：王珩

注：本文編譯自“Sifted”，文章中的信息或所表述的觀點(diǎn)意見，均不代表量子前哨同意或支持。

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