桑迪亚实验室制造出首批能够支持200个离子阱量子比特的设备

桑迪亚实验室制造出首批能够支持200个离子阱量子比特的设备在桑迪亚国家实验室微系统工程、科学与应用制造厂制造的"EnchiladaTrap"。资料来源：克雷格-弗里茨，桑迪亚国家实验室除了在桑迪亚运行的陷阱外，杜克大学也将使用几个陷阱来执行量子算法。杜克大学和桑迪亚大学是量子系统加速器的研究合作伙伴，量子系统加速器是能源部科学办公室资助的五个美国国家量子信息科学研究中心之一。离子阱是一种能容纳带电原子或离子的微型芯片。有了更多被俘获的离子或量子比特，量子计算机就能运行更复杂的算法。乔纳森-斯特克（JonathanSterk）指着桑迪亚国家实验室真空室内的离子阱特写镜头中被困离子量子比特移动的部分。资料来源：克雷格-弗里茨，桑迪亚国家实验室只要有足够的控制硬件，EnchiladaTrap就能利用受其前身RoadrunnerTrap启发而设计的由五个捕集区组成的网络，存储和传输多达200个量子比特。这两个版本都是在桑迪亚的微系统工程、科学和应用制造厂生产的。桑迪亚科学家兼量子系统加速器首席研究员丹尼尔-斯蒂克（DanielStick）认为，在解决有用问题方面，拥有多达200个量子比特和当前错误率的量子计算机不会超过传统计算机。不过，它将使研究人员能够测试一种具有许多量子比特的架构，这种架构未来将支持物理学、化学、数据科学、材料科学和其他领域更复杂的量子算法。斯蒂克说："我们正在为量子计算领域提供发展空间，探索更大的机器和更复杂的编程。"桑迪亚国家实验室电气工程师雷-哈特利（RayHaltli）在离子阱上放置金丝键之前优化参数。准备就绪后，机器自动运行，每秒最多可放置七根金丝。资料来源：克雷格-弗里茨，桑迪亚国家实验室前瞻性设计桑迪亚研究、制造和测试离子阱已有20年之久。为了克服一系列设计挑战，该团队将机构知识与新的创新技术相结合。首先，他们需要空间来容纳更多的离子，并需要一种方法来重新排列离子，以便进行复杂的计算。解决方案是建立一个电极网络，其分支类似于家族树或锦标赛支架。每个狭窄的分支都是存储和穿梭离子的地方。桑迪亚公司曾在以前的捕集器中试验过类似的结点。Enchilada捕集器以平铺的方式使用了相同的设计，因此可以探索较小捕集器的扩展特性。斯蒂克认为，分支结构是目前重新排列被困离子量子比特的最佳解决方案，并预计未来更大版本的陷阱也将采用类似设计。另一个令人担忧的问题是EnchiladaTrap上的电能耗散，这可能会产生大量热量，导致表面排气增加、电击穿风险增大以及电场噪声水平升高。为了解决这个问题，生产专家设计了新的微观特征，以降低某些电极的电容。桑迪亚公司的ZachMeinelt是该项目的主要集成商，他说："我们的团队总是着眼于未来。我们与科学家和工程师合作，了解他们在未来几年需要什么样的技术、功能和性能改进。然后，我们设计和制造疏水阀，以满足这些要求，并不断寻求进一步改进的方法。"这项研究由美国能源部资助。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378741.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378741.htm

合肥幺正量子成功研制离子阱量子计算机原型：稳定囚禁53个离子

合肥幺正量子成功研制离子阱量子计算机原型：稳定囚禁53个离子室温状态下已实现53个离子的长链稳定囚禁该原型机可实现相邻离子串扰低于0.001的双侧激光独立寻址操控，多离子独立量子测量，两离子纠缠保真度超过90%。它还能对超过50个离子一维链的稳定囚禁，使幺正量子稳居我国离子阱量子计算研发的第一方阵。值得一提的是，幺正量子曾获得本源量子投资，后者也将接入幺正量子的离子阱量子计算机。后续本源量子为用户提供包括超导量子计算、半导体量子计算和离子阱量子计算等在内的多种物理体系的量子计算云服务。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393845.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1393845.htm

我国科学家实现最大规模离子阱量子模拟计算

我国科学家实现最大规模离子阱量子模拟计算离子阱是通过电磁场将离子限定在有限空间内的设备，被认为是有望实现大规模量子计算的物理系统之一。如何把大量离子稳定“囚禁”于离子阱，再通过激光控制，制造量子计算的基本数据单元“量子比特”，是项国际性难题。中国科学院院士、清华大学交叉信息研究院段路明教授团队30日在国际学术期刊《自然》上发表一项量子模拟计算方面的突破性成果。该团队首次利用二维离子阵列实现了目前已知国际最大规模、具有“单比特分辨率”的多离子量子模拟计算，为实现大规模量子计算提供了新路径。（新华社）

ETH研究人员利用静态电场和磁场成功捕获离子 并用其进行量子运算

ETH研究人员利用静态电场和磁场成功捕获离子并用其进行量子运算在离子阱中使用振荡电磁场限制了量子计算机目前可实现的量子比特数量。现在，苏黎世联邦理工大学的研究人员在一个微加工芯片上制造出了一个离子阱，只使用静态场--电场和磁场--就能在其中进行量子运算。在这种阱中，离子可以向任意方向传输，一个芯片上可以安装多个这样的阱。ETH研究人员的实验装置。阱芯片位于银色穹顶下方的容器内，其中的透镜可以捕捉到被困离子发出的光。图片来源：苏黎世苏黎世联邦理工大学/PavelHrmo原子中电子的能量状态遵循量子力学定律：它们不是连续分布的，而是被限制在某些定义明确的值中--这也被称为量子化。这种量子化状态是量子比特（qubit）的基础，科学家们希望用它来制造极其强大的量子计算机。为此，原子必须冷却并被困在一个地方。强捕获可以通过电离原子来实现，也就是给原子带上电荷。然而，电磁学的一个基本定律指出，时间恒定的电场无法捕获单个带电粒子。另一方面，通过加入一个振荡电磁场，就可以得到一个稳定的离子阱，也称为保罗阱。通过这种方法，近年来已经可以用离子阱制造出包含约30个量子比特的量子计算机。然而，这种技术无法直接实现更大的量子计算机。振荡场使得很难在单个芯片上组合多个这样的阱，而且使用振荡场会使阱发热--系统越大，问题越严重。同时，离子的传输仅限于沿着交叉连接的线性部分通过。在二维平面上移动单个受困离子并用激光束照射，研究人员就能制作出ETH的标志。图像是通过多次重复传输序列的平均值形成的。资料来源：苏黎世苏黎世联邦理工大学/量子电子研究所带磁场的离子阱由乔纳森-霍姆（JonathanHome）领导的苏黎世苏黎世联邦理工大学研究小组现已证明，适合量子计算机使用的离子阱也可以使用静态磁场而不是振荡磁场来构建。在这些带有额外磁场的静态阱（称为潘宁阱）中，未来超级计算机的任意传输和必要操作都得以实现。研究人员最近在科学杂志《自然》上发表了他们的研究成果。博士生ShreyansJain说："传统上，当人们想要俘获非常多的离子进行精密实验时，就会使用潘宁陷阱，但无需对它们进行单独控制，相比之下，在基于离子的小型量子计算机中，则使用保罗陷阱。"苏黎世联邦理工大学的研究人员提出的利用潘宁陷阱制造未来量子计算机的想法最初遭到了同事们的质疑。原因有很多：潘宁陷阱需要极强的磁铁，而磁铁非常昂贵且体积庞大。此外，以前实现的潘宁陷阱都非常对称，而ETH使用的芯片级结构却违反了这一点。将实验置于大型磁铁中，很难引导控制量子比特所需的激光束进入陷阱，而强磁场会增加量子比特能态之间的间距。这反过来又使控制激光系统变得更加复杂：不再需要一个简单的二极管激光器，而是需要几个锁相激光器。使用过的潘宁阱中间部分示意图。通过不同电极（黄色）产生的电场和磁场的组合，离子（红色）被俘获。资料来源：苏黎世苏黎世联邦理工大学/量子电子学研究所任意方向的传输然而，霍姆和他的合作者们并没有被这些困难吓倒，他们在布伦瑞克物理技术苏黎世联邦理工大学（Physikalisch-TechnischeBundesanstaltinBraunschweig）制造的超导磁体和带有多个电极的微加工芯片的基础上，建造了一个潘宁陷阱。使用的磁铁能提供3特斯拉的磁场，比地球磁场强近10万倍。苏黎世的研究人员利用低温冷却镜系统，成功地将必要的激光穿过磁铁照射到离子上。它们的努力终于有了回报：一个被捕获的离子可以在捕获器中停留数天，现在可以在芯片上任意移动，通过控制不同的电极"如飞"连接各点--这是以前基于振荡场的旧方法无法实现的。由于诱捕不需要振荡场，因此可以在一块芯片上安装许多诱捕器。作为博士生参与实验的托比亚斯-赛格瑟（TobiasSägesser）说："一旦充好电，我们甚至可以将电极与外界完全隔离，从而研究离子受外界影响的干扰程度。"质子的相干控制研究人员还证明，在保持量子力学叠加的同时，还可以控制被困离子的量子比特能态。相干控制既适用于离子的电子（内部）状态和（外部）量子化振荡状态，也适用于内部和外部量子态的耦合。后者是产生纠缠态的先决条件，而纠缠态对量子计算机非常重要。下一步，霍姆希望在同一芯片上的相邻潘宁陷阱中俘获两个离子，从而证明也可以进行多个量子比特的量子操作。这将是利用潘宁陷阱中的离子实现量子计算机的最终证明。教授还考虑了其他应用。例如，由于新陷阱中的离子可以灵活移动，它们可以用来探测表面附近的电场、磁场或微波场。这就为利用这些系统作为表面特性的原子传感器提供了可能性。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425777.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425777.htm

阿里达摩院已将量子实验室及量子实验仪器设备捐赠予浙江大学

阿里达摩院已将量子实验室及量子实验仪器设备捐赠予浙江大学事实上早在3天前，就有业内人士称由于预算及盈利等原因，阿里巴巴达摩院量子实验室已经进行了大幅裁员，只是当时尚不清楚是否会解散整个量子计算团队。在2017年的时候，阿里巴巴宣布成立研究部门“达摩院”，量子计算就是其首批公布的研究领域，随后经过整合资源成立了量子实验室。2018年初，达摩院量子实验室研究团队基本组建完成，并于同年2月，推出了具有11个量子比特的云量子计算服务，成为全球第二家提供处理能力超过10量子比特的公司。2018年5月，实验室成功研制出“太章”，全球率先成功模拟了81比特40层的作为基准的谷歌随机量子电路，超过了谷歌量子硬件可以实现的规模。2019年9月，达摩院宣布完成了第一个可控的量子比特的研发工作，设计、制备和测量全部是自主完成。2020年发布的全球十大量子计算公司，中国仅有阿里巴巴在内的2家公司上榜。2022年3月，该实验室又成功设计制造出两比fluxoniu量子芯片，在此类比特达全球最佳水平。目前，达摩院量子实验室网站已撤下之前的所有内容。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1399837.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1399837.htm

阿里巴巴裁撤量子实验室 原实验室成员已入职业内其他企业

阿里巴巴裁撤量子实验室原实验室成员已入职业内其他企业达摩院官网已撤下量子实验室的相关介绍页面。上图：早先关于量子实验室的相关介绍；下图：现在达摩院官网“实验室”下属栏目相关内容仔细算算，自2015年至今，阿里巴巴布局量子科研正好过去了八余载。尽管目前尚不清楚阿里后续是否会继续选择其他团队尝试量子研发，但面对此次变动，依然令人不免唏嘘。具体来说，阿里的量子研发可以追溯到2015年7月。中科院院长白春礼与王坚在上海签署合作备忘录当时，阿里巴巴的阿里云部门和中国科学院在上海建立了名为“阿里巴巴量子计算实验室（AQL）”的研究机构，目标是在2030年之前，开发出通用量子计算原型机。该实验室主任兼首席科学家潘建伟表示：“中科院-阿里巴巴量子计算实验室将对最有希望实现量子计算实际应用的系统进行前沿研究。实验室将把阿里云在经典计算算法、结构、云计算等方面的技术优势与中科院在量子计算、量子模拟计算、量子人工智能等方面的技术优势结合起来，打破摩尔定律和经典计算的瓶颈。”这个实验室效仿了Google与NASA的合作模式，是中国首个科研机构引入民间资本来全资资助的科学实验室。实验室每年的运营成本（估计数千万美元）将来自包括中科院在内的政府机构，阿里云承诺将在15年内每年注资500万美元。AQL还发布了一份雄心勃勃的15年路线图：到2020年，实现30个量子比特的相干操纵；到2025年，实现与当今最快超级计算机计算速度相当的量子模拟；到2030年，实现拥有50-100量子比特的通用量子计算原型机。阿里巴巴集团的技术主管王坚公开表示：“此次对量子计算研发和应用的投入，体现了我们与合作伙伴以生态系统模式合作，共同推动经济和社会持续发展的长期愿景的规模和清晰度。”“基于量子计算在信息安全和计算能力方面的新发现，在未来的意义可能不亚于今天的大数据技术。”阿里巴巴认为量子计算是一项革命性技术，将引发科学突破。这家不久前还在基础研究领域乏人问津的公司，如今已迫不及待地想要加入这场游戏，占据领先地位。不只是说说而已，随着密歇根大学终身教授施尧耘入职、组建并负责阿里云量子计算实验室（AQL），从某种程度上说，阿里巴巴的量子战略开始步入正轨。施尧耘加盟阿里云，担任量子技术首席科学家入职的第一天，施尧耘正在美国飞往中国的路上。1997年从北京大学计算机系毕业后，他在美国一待就是二十年，2001年获得普林斯顿大学博士学位，师从“图灵奖”得主姚期智教授研究量子信息科学。施尧耘在理论量子信息科学领域涉猎广泛，并在美国持有与量子科学相关的多项专利。早在2004年，施尧耘获得美国国家科学基金会颁发的“职业成就奖”（CareerAward）。为了请来这尊“大神”，时任阿里云总裁的胡晓明可谓费尽周折，当他第一次见到施尧耘时就吃了闭门羹。施尧耘态度坚决说出了一个“NO”，原因也很简单，他在学界很快乐。但在后来，胡晓明向施尧耘提了一个问题，“如果阿里要做量子计算，有哪些环节？”听到这个问题，施尧耘一下子愣住了。20年来一直在做量子信息科学理论研究的施尧耘，从来没有思考落地应用这样的全局性问题。就这样，阿里巴巴希望实现量子计算产业化应用的决心，最终打动了施尧耘。就在施尧耘入职一个月后的2017年10月11日上午，在2017杭州·云栖大会上，阿里巴巴集团正式宣布成立承载“NASA计划”的实体组织——“达摩院”（马云亲自取的名字），进行基础科学和颠覆式技术创新研究。“达摩院”首批公布的研究领域包括：量子计算、机器学习、下一代人机交互等多个产业领域。经过一番整合后，施尧耘的量子实验室归在了达摩院旗下。当天的云栖大会上，阿里云和中国科学院（上海）还联合发布了量子计算云平台。施尧耘出席了云平台的上线仪式，并在台上第一次见到了潘建伟。左起：中科大教授朱晓波、中科院院士潘建伟、阿里云总裁胡晓明、施尧耘发布会上，潘建伟院士表示，该平台将有助于量子计算的产业化。这场发布会后，业内开始对阿里巴巴的量子计算寄予厚望。尽管施尧耘被告知3年内没有KPI，但是组建研究团队的重任仍压在他的身上。施尧耘博士曾表示，他入职阿里巴巴的重要原因在于让量子计算落地。因此，加入阿里巴巴之后，施尧耘跑遍中、美、欧等重要学术机构和研究所，介绍阿里巴巴，交流量子计算的研究心得，寻求学术上的合作伙伴，规划AQL发展计划。阿里巴巴希望在杭州之外再建一个量子实验室，最终选在了西雅图，亚马逊和微软两大科技巨头均坐落于此——这被外界解读为方便施尧耘挖人。在西雅图，施尧耘挖来了D-Wave公司的邓纯青。邓纯青，阿里巴巴达摩院量子实验室量子科学家、硬件团队负责人。滑铁卢大学量子计算研究所博士，北大电子系学士。曾在量子计算公司D-WaveSystems担任高级科学家，领导新一代量子处理器的研发工作邓纯青是施尧耘的北大校友，他的企业研发经历，弥补了施尧耘在产业方面的短板。正因如此，AQL的硬件团队便交由邓纯青负责。不久后，施尧耘又成功邀请了两次理论计算机最高奖项“哥德尔奖”得主马里奥·塞格德（MarioSzegedy）加入西雅图的量子实验室——这是阿里云量子实验室迎来的又一位世界级科学家。马里奥·塞格德出生于盛产科学家的国度匈牙利，研究领域包括量子计算和计算复杂性理论，曾于2001和2005年两度获得理论计算机领域的最高奖“哥德尔奖”。其研究成果为计算复杂性、流计算算法和量子算法提供了重要的理论基础。施尧耘称马里奥为“我最崇敬的科学家之一”，评价他是“天才式解决问题的高手”。“达摩院要做的事和我的梦想不谋而合”马里奥在接受采访时谈到加入阿里巴巴的原因，“我一直希望不同的科学和技术能够融合在一起，创造出对人类有益的事”。而达摩院的初衷是希望汇聚全球顶尖科学力量，实现技术普惠：马云要求达摩院“服务全世界至少20亿人口”，“必须面向未来”。2018年初，达摩院量子实验室研究团队基本组建完成。施尧耘给自己定了个期限——五年时间内，实验室要建立量子计算的体系结构，挖掘量子计算机的潜力，要解决经典计算无法解决的一部分问题。在一批顶级科学家的努力下，2018年2月，阿里云推出了具有11个量子比特的云量子计算服务。彼时，阿里巴巴成为第二家提供处理能力超过10量子比特的公共云计算服务公司——2017年11月，IBM才刚刚通过其云服务发布了20量子比特的量子计算机。阿里云量子计算云平台。用户可以通过阿里云量子计算云平台访问超导量子计算云，高效运行和测试定制的量子代码并下载结果关于“量子云平台（AC-QDP）的大规模量子电路经典模拟”可以参阅论文：https://arxiv.org/abs/1907.11217施尧耘介绍说：“通过在云上引入量子计算服务，我们可以让团队更轻松地在真实环境中进行量子应用实验，更好地了解硬件的属性和性能，并在全球开发量子工具和软件方面处于领先地位。云上提供的用户体验无疑将帮助我们进一步增强我们的平台。”2018年5月8日，实验室成功研制出的量子电路模拟器“太章”在全球率先成功模拟了81（9×9）比特40层的作为基准的Google随机量子电路，超过了Google量子硬件可以实现的规模。基于阿里巴巴计算平台在线集群的超强算力，“太章”能将整个模拟任务均衡分解为不同的子任务、并将它们分配到不同计算节...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1399605.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1399605.htm