匈牙利布達(dá)佩斯技術(shù)與經(jīng)濟(jì)大學(xué)理學(xué)院（BME TTK）和維格納物理研究中心參與了OpenSuperQPlus項(xiàng)目。該項(xiàng)目名為“開放式超導(dǎo)量子計算機(jī)”，于3月1日啟動，匯集了來自10個歐洲國家的28個研究合作伙伴，旨在開發(fā)1000個量子比特的量子計算機(jī)，通過提供理論支持為量子計算機(jī)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。兩家研究機(jī)構(gòu)將開發(fā)各種量子糾錯和容錯的計算方法，并設(shè)計量子計算機(jī)運(yùn)行所需的軟件程序。研究活動將由理學(xué)院理論物理系副教授János Károly Asbóth和András Pályi主持。

該項(xiàng)目的七年合作計劃將持續(xù)到2030年。第一階段，研究人員正在開發(fā)幾個用于評估硬件和軟件的系統(tǒng)，最初是用于特殊應(yīng)用的100個量子比特的量子計算機(jī)。第二階段，研究人員將研究1000個量子比特的量子計算機(jī)的關(guān)鍵組件，并確定高級開發(fā)的技術(shù)方向。預(yù)計將在化學(xué)工業(yè)、材料科學(xué)、優(yōu)化挑戰(zhàn)和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域引發(fā)重大變革。

德國Forschungszentrum Jülich的協(xié)調(diào)員Frank Wilhelm-Mauch在談到合作的便利性時說：“要消除量子計算機(jī)中的錯誤并擴(kuò)大其規(guī)模，克服技術(shù)挑戰(zhàn)，需要量子領(lǐng)域所有人的努力，所以我們將這種量子計算系統(tǒng)的歐洲專家聚集在一起?！?

OpenSuperQPlus項(xiàng)目獲得了“歐洲地平線”計劃的2000萬歐元的支持。在項(xiàng)目的第一階段，BME理學(xué)院將獲得274000歐元的資金，用于科學(xué)研究活動。BME理論物理系副教授、維格納物理研究中心高級研究員János Asbóth就該項(xiàng)目接受了采訪。以下是訪談記錄：

Q：世界上已有的量子計算機(jī)都有哪些類型？

A：這項(xiàng)技術(shù)仍處于起步階段，現(xiàn)在的量子計算機(jī)還是雛形，量子比特數(shù)量較少。目前，即使是最先進(jìn)的硬件仍然使用超導(dǎo)電路，利用真空中的懸浮原子也很有前途?；谶@些硬件，美國和歐洲的科技巨頭和初創(chuàng)公司構(gòu)建了大約有100個量子比特的量子計算機(jī)。目前最好的可能是IBM和谷歌的量子計算機(jī)，兩者都基于超導(dǎo)電路。谷歌的72量子比特芯片非?？煽亢涂焖伲琁BM則成功地將433個量子比特集成到芯片上。最杰出的超導(dǎo)量子計算機(jī)之一是由蘇黎世的ETH建造的，雖然只有17個量子比特，但它首次通過重復(fù)測量實(shí)現(xiàn)了量子糾錯。這項(xiàng)研發(fā)工作是OpenSuperQ項(xiàng)目的一部分，現(xiàn)在升級為OpenSuperQPlus項(xiàng)目。

Q：匈牙利合作伙伴如何參與新項(xiàng)目？

A：維格納研究中心和BME TTK將通過理論研究為該項(xiàng)目的成功做出貢獻(xiàn)。一方面，他們研究哪些算法程序可以提高量子計算機(jī)原型的可靠性。另一方面，他們研究這些原型可以解決哪些任務(wù)，包括量子化學(xué)計算，以及機(jī)器學(xué)習(xí)的某些組件。

Q：目前的量子計算機(jī)還不夠可靠，可能會出錯嗎？

A：量子計算機(jī)原型機(jī)的量子比特數(shù)量很少，還不夠可靠。量子比特即使單獨(dú)放置，也容易失去其量子特性。我們需要對它們進(jìn)行各種操作，這些操作約有10%的誤差。另外，量子比特的讀出誤差也比較高，約為1%至2%。提高其可靠性是一項(xiàng)重大的技術(shù)挑戰(zhàn)，軟件和統(tǒng)計手段很關(guān)鍵。這就是BME為OpenSuperQPlus做出貢獻(xiàn)的地方：我們開發(fā)算法解決方案，可以減少噪聲對量子計算機(jī)的影響。

Q：相比于傳統(tǒng)計算機(jī)，量子計算機(jī)還能做什么？

A：可以在量子計算機(jī)上運(yùn)行解決方案相關(guān)的計算，進(jìn)行基準(zhǔn)測試，測量各種組件的噪聲水平。

Q：傳統(tǒng)計算機(jī)在未來還將繼續(xù)存在并發(fā)展嗎？

A：當(dāng)然！量子計算機(jī)處理一些特定問題時具有優(yōu)勢，但不太可能用于日常計算任務(wù)，傳統(tǒng)計算機(jī)處理文字處理、網(wǎng)頁瀏覽和內(nèi)容消費(fèi)等任務(wù)時更具成本效益。量子計算機(jī)也不適合存儲數(shù)據(jù)，因?yàn)榱孔颖忍馗菀资艿皆肼暤挠绊憽?/p>

Q：量子計算機(jī)可以用在哪些領(lǐng)域？

A：第一個應(yīng)用領(lǐng)域很可能是加速量子化學(xué)計算。利用量子計算機(jī)解析復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)理論，化學(xué)和制藥行業(yè)都可以從中受益，因?yàn)檫@可以使制造工藝更高效，例如設(shè)置更節(jié)能的塑料生產(chǎn)流程或開發(fā)更好的藥物。顯而易見，量子計算機(jī)可以利用量子糾纏模擬化學(xué)反應(yīng)。未來量子計算機(jī)還有哪些其他應(yīng)用尚無定論，但很多人都在關(guān)注并思考這個問題。

Q：為什么這個項(xiàng)目對歐盟很重要？

A：OpenSuperQPlus為分散的歐洲量子計算開發(fā)社區(qū)提供資源，在構(gòu)建量子計算機(jī)方面努力與美國和中國保持同步。目標(biāo)是通過歐洲科學(xué)家之間的合作，到2026年建造一臺100量子比特的超導(dǎo)量子計算機(jī)，并在十年內(nèi)建造一臺1000量子比特的計算機(jī)。要注意的是，發(fā)展進(jìn)度不僅與美國和歐洲有關(guān)，還與學(xué)術(shù)界和私營部門有關(guān)，這就是為什么該項(xiàng)目的名稱中有“開放”一詞，因?yàn)樗哪繕?biāo)是實(shí)施開放式科學(xué)發(fā)展。

Q：您是怎么與研究團(tuán)隊(duì)取得聯(lián)系的？

A：我們寫信給團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)人Frank Wilhelm-Mauch，他熟悉我們的研究項(xiàng)目，并相信我們的參與對聯(lián)盟有用。BME、維格納物理研究中心和羅蘭大學(xué)量子信息研究團(tuán)隊(duì)在量子信息國家實(shí)驗(yàn)室合作。

Q：這項(xiàng)國際項(xiàng)目對您的教學(xué)和研究有哪些積極影響？您的學(xué)生可以參與這個項(xiàng)目嗎？

A：是的，我們已經(jīng)有學(xué)生活躍在這個研究領(lǐng)域。這項(xiàng)研究也比我們在BME TTK的量子物理學(xué)和量子計算科目具有更多優(yōu)勢，通過與國際前沿研究人員的密切合作，我們的老師學(xué)生可以獲得最先進(jìn)、最有競爭力的知識。

Q：可以允許哪些學(xué)生參加這個項(xiàng)目？

A：我們已經(jīng)有一些學(xué)生在朝著項(xiàng)目的目標(biāo)努力，這也是我們能參與的原因之一。這些學(xué)生的研究項(xiàng)目將進(jìn)一步得到完善，以更多地參與聯(lián)盟的工作。該項(xiàng)目也為他們提供了一個平臺，讓他們可以參與前沿研究并與外國研究人員密切互動。

Q：該項(xiàng)目已經(jīng)提上日程了嗎？您將投入多少時間進(jìn)行研究？

A：這項(xiàng)工作于3月1日開始，由于歐盟的行政程序相當(dāng)緩慢，我們尚未簽署協(xié)議，但已經(jīng)舉行了初步的在線會議。我們將于5月底召開啟動會議，并與其他參與者取得了聯(lián)系，他們像我們一樣將參與理論方面的工作。

編譯：卉可

編輯：慕一

特此說明：量子前哨翻譯此文僅作信息傳遞和參考，并不意味著同意此文中的觀點(diǎn)與數(shù)據(jù)。