上周，?霍尼韋爾的量子解決方案部門發(fā)布了其第一臺商用量子計算機：一個基于包含 10 個量子位的俘獲離子的系統(tǒng)。H1，正如它所說的，實際上是該公司作為原型首次亮相的同一個離子阱芯片，但有四個額外的離子。該公司公布了一份路線圖，稱該路線圖將迅速導致功能更強大的量子計算機。另外，位于馬里蘭州的初創(chuàng)公司IonQ是離子阱量子計算的競爭對手，上個月推出了一款32 量子比特的離子計算機。

離子阱量子計算機由芯片制成，這些芯片旨在使用專門設(shè)計的射頻電磁場將離子捕獲并保持在一條線上。該芯片還可以使用電場沿線移動特定離子。然后激光對離子的量子態(tài)進行編碼以執(zhí)行計算。支持者說，基于俘獲離子的量子計算機很有吸引力，因為量子位被認為是更持久的，具有更高的保真度，并且可能比其他選項更容易連接在一起，從而實現(xiàn)更可靠的計算。

對于霍尼韋爾來說，這意味著系統(tǒng)是唯一能夠執(zhí)行“中間電路測量”（一種 if/then 的量子等價物），然后將測量的量子位循環(huán)回計算的系統(tǒng)，Patty Lee 說，霍尼韋爾量子解決方案首席科學家。這種區(qū)別允許不同種類的量子算法以及使用更少離子執(zhí)行更復雜計算的能力。

兩家公司都使用稱為量子體積的值來衡量其系統(tǒng)的能力。洛杉磯南加州大學量子信息科學與技術(shù)中心主任?Daniel Lidar向IEEE Spectrum解釋量子體積是這樣的：

……?IBM 的團隊將量子體積定義為寬度和深度相同的最大電路尺寸的 2 次方，該電路可以通過涉及隨機兩量子位門的特定可靠性測試?？紤]到在這種情況下寬度和深度相等，電路的大小由基于量子比特數(shù)的寬度或基于門數(shù)的深度定義。

這意味著 6 量子位量子計算系統(tǒng)的量子體積為 2 的 6 次方或 64 次方——但前提是量子位相對沒有噪聲以及可能伴隨此類噪聲的潛在錯誤。

霍尼韋爾表示，其 10 量子位系統(tǒng)的實測量子體積為 128，是業(yè)內(nèi)最高的。IonQ 早期的 11 量子比特原型的測量量子體積為 32。該公司聲稱，它的 32 離子系統(tǒng)理論上可以達到 400 萬以上，但這尚未得到證實。

隨著其商業(yè)系統(tǒng)的推出，霍尼韋爾宣布將使用訂閱模式訪問其計算機?？蛻魰槭褂孟到y(tǒng)的時間和參與度付費，即使系統(tǒng)全年都在擴展?；裟犴f爾量子解決方案總裁托尼·烏特利 (Tony Uttley) 表示：“想象一下，如果您擁有 Netflix，那么下周效果會提高一倍，而 3 個月后效果會提高 1000 倍?！?“那將是一個非常酷的訂閱。這就是我們對此采取的方法?！?/p>

霍尼韋爾的前進道路包括首先向 H1 添加更多離子，H1 可容納 40 個?！拔覀兘ㄔ炝艘粋€大禮堂，”Uttley 說?！艾F(xiàn)在我們只是在填補座位?！?/p>

下一步是將離子阱芯片的單線更改為賽道配置。這個名為 H2 的系統(tǒng)已經(jīng)在測試中；它允許更快的離子計算交互，因為線末端的離子可以四處移動以相互交互。進一步放大的 H3 將配備具有陷阱網(wǎng)格而不是單線的芯片。為此，必須將離子轉(zhuǎn)向拐角處，Uttley 表示該公司已經(jīng)可以做到這一點。

對于 H4，網(wǎng)格將與片上光子學集成。今天，將量子態(tài)編碼到離子上的激光束是從裝有陷阱的真空室外部發(fā)送的，這種配置限制了芯片上可以進行計算的點的數(shù)量。經(jīng)過設(shè)計和測試的集成光子學系統(tǒng)將增加可用的計算點。在最后一步，目標是 2030 年，H4 芯片將拼接在一起，形成一個龐大的集成系統(tǒng)。

就其本身而言，IonQ 首席執(zhí)行官彼得查普曼告訴Ars Technica，該公司計劃在未來幾年內(nèi)每八個月將其系統(tǒng)中的量子位數(shù)量增加一倍。IonQ 的系統(tǒng)不是通過物理移動離子來使它們相互作用，而是在固定的離子線上使用精心設(shè)計的激光脈沖對。

盡管到目前為止取得了進展，但這些系統(tǒng)還不能做任何在經(jīng)典計算機系統(tǒng)上已經(jīng)無法完成的事情。那么，為什么客戶現(xiàn)在購買？“通過這個路線圖，我們表明我們將很快跨越一個你無法進行事實核查的邊界，”結(jié)果，Uttley 說。他說，公司現(xiàn)在需要看到他們的量子算法在這些系統(tǒng)上運行，這樣當他們達到超越當今超級計算機的能力時，他們?nèi)匀豢梢韵嘈沤Y(jié)果。