亚马逊正与钻石巨头戴比尔斯合作 开发用于量子计算的人造钻石

亚马逊正与钻石巨头戴比尔斯合作开发用于量子计算的人造钻石量子网络使用亚原子物质以超越当今光纤系统的方式传输数据。钻石将成为一个组件的一部分，该组件可以让数据在不中断的情况下传输得更远。传统的信号中继器无法处理这种形式的信息，即所谓的量子位。如果一切进展顺利，这种设备可能会出现在亚马逊旗下云服务AWS所使用的网络中。亚马逊量子网络中心的负责人AntiaLamas-Linares说：我们希望为AWS打造这些网络，预计该技术将在几年而不是几十年内投入使用。亚马逊的云业务规模庞大，该公司希望提升技术从而保持对Google等竞争对手的领先地位。对于戴比尔斯的元素六部门来说，该部门希望为工业金刚石找到新的应用，工业金刚石因其硬度和用作透镜的能力而备受推崇。在量子计算中使用它们——一种有望使数据更安全的新兴技术——可能是一个巨大的机会。量子网络的广泛使用需要大量组件，包括专用钻石。元素六部门最近在美国西海岸俄勒冈州开设了一家工厂，该工厂使用一种称为化学气相沉积的技术，每年能够生产多达200万件这种组件。钻石是碳元素的固体形式，它的晶体结构使其成为自然界中最坚硬和导热性最强的材料。钻石也会自然地吸收有限数量的杂质，例如氮原子，从而呈现初不同的颜色。人造钻石也可以复制这样带有杂质的钻石，这些钻石有望在基于量子的网络中充当中继器。最终，这些钻石有望帮助量子计算产生更广泛的影响。亚马逊的研究人员表示，将需要此类设备来连接基于相同技术的计算机，从而使量子计算机网络——长期以来一直是科幻小说的领域——成为现实。去年年中，亚马逊AWS组建了量子网络中心，以开发针对量子网络市场的产品，并解决量子计算在基础科学和工程方面的挑战。新团队中的相当大一部分人员在美国波士顿地区办公。该中心表示，他们将会考量纳入一系列量子网络和量子安全产品，包括硬件、软件、应用程序以及各种量子抗加密产品。据悉，AWS量子网络中心的研究人员将深入探索量子中继器和传感器等新技术，以便创建在隐私、安全和计算能力方面获得进一步提升的全球量子网络。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353367.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353367.htm

革命性的材料可能解决IBM和谷歌发展量子计算遇到的关键问题

革命性的材料可能解决IBM和谷歌发展量子计算遇到的关键问题分层二维材料的异质结构的形成，设想为乐高式积木锁在一起。资料来源：ElizabethFloresgomezMurray普通计算机由数十亿个晶体管组成，被称为比特，并由二进制代码（"0"=关闭，"1"=打开）支配。量子比特，也被称为量子比特，是基于量子力学的，可以同时是"0"和"1"。这被称为叠加，可以使量子计算机比常规的、经典的计算机更加强大。然而，打造量子计算机有一个问题。宾夕法尼亚州立大学物理学教授、该研究的通讯作者朱俊说："IBM、Google和其他公司正在试图制造和扩大基于超导量子比特的量子计算机。如何将经典环境的负面影响降到最低，因为经典环境会导致量子计算机的运行出现错误，这是量子计算的一个关键问题。"这个问题的解决方案可能在一种被称为拓扑量子比特的异国版本中找到。朱说："基于拓扑超导体的量子比特有望受到超导性的拓扑方面的保护，因此对环境的破坏性影响更加强大。"拓扑量子比特与数学中的拓扑学有关，即一个结构正在经历物理变化，如被弯曲或拉伸，但仍保持其原始形式的属性。这是一种理论类型的量子比特，尚未实现，但其基本思想是，某些材料的拓扑特性可以保护量子状态不受经典环境的干扰。物理学研究生和该研究的第一作者CequnLi说，目前有很多人关注拓扑量子计算。李说："量子计算是一个非常热门的话题，人们正在考虑如何建立一种计算中误差较小的量子计算机。拓扑量子计算机是一种吸引人的方式。但拓扑量子计算的一个关键是为它开发合适的材料。"该研究的研究人员通过开发一种称为异质结构的层状材料，在这个方向上迈出了一步。该研究中的异质结构由一层拓扑绝缘体材料，铋锑碲化物或（Bi,Sb）2Te3，和一个超导材料层：镓组成。朱说："我们开发了一种特殊的测量技术来探测（Bi,Sb）2Te3薄膜表面的近距离诱导超导性。近距离诱导超导性是实现拓扑超导体的一个关键机制。我们的工作表明，它确实发生在（Bi,Sb）2Te3薄膜的表面。这是朝着实现拓扑超导体迈出的第一步"。然而，这样的拓扑绝缘体/超导体异质结构很难创建。因为不同的材料有不同的晶格结构。如果你把两种材料放在一起，它们可能会相互发生化学反应，最后会出现混乱的界面。因此，研究人员正在使用一种被称为约束异质外延的合成技术，该技术正在MRSEC进行探索。这涉及到在镓层和（Bi,Sb）2Te3层之间插入一层外延石墨烯，它是一层一到两个原子厚的碳原子片。这使这些层能够衔接和结合，就像把乐高积木扣在一起一样。李说："石墨烯将这两种材料分开，并作为一个化学屏障。因此，它们之间没有反应，我们最终得到了一个非常好的界面。"此外，研究人员证明了这种技术在晶圆水平上是可扩展的，这将使它成为未来量子计算的一个有吸引力的选择。晶圆是一种圆形的半导体材料切片，作为微电子的基底。这种异质结构具有拓扑超导体的所有元素，但也许更重要的是，它是一种薄膜，而且可能是可扩展的。因此，晶圆规模的薄膜在未来的应用上有很大的潜力，例如建立拓扑量子计算机。这项研究是CNS的IRG1-二维极地金属和异质结构团队的联合努力，由朱俊和宾夕法尼亚州立大学材料科学和工程教授JoshuaRobinson领导。参与这项研究的其他教师包括亨利-W-克纳尔早期职业教授和物理学副教授张翠珠，以及宾夕法尼亚州立大学材料科学和工程学院助理教授DanielleReifsnyderHickey。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348689.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348689.htm

模拟量子模拟器可能解决传统量子计算机无法解决的问题

模拟量子模拟器可能解决传统量子计算机无法解决的问题但我们谈论的不是你可能想象的房间大小的计算机。与传统的房间大小的计算机不同，这些模拟量子模拟器很小，由纳米电子电路上的混合金属半导体组成，而且研究人员以微米而不是米为单位进行测量。这使得它们比我们几十年前依赖的房间大小的计算机要可行得多。这些模拟量子模拟器通过创建一个"硬件类比"来解决量子物理学中的问题。研究人员使用一个简单的电路与两个量子组件相结合来测试模拟器。通过调整电压，他们创造了一种被研究人员称为"Z3准分子"的物质状态，其中电子只有平时电荷的三分之一。这一发现令人印象深刻的是，这是第一次在实验室的电子设备上创造出这样的状态。研究人员在《自然-物理学》杂志上发表了一篇关于他们的发现的论文，其中全面详述了模拟量子模拟器的情况。从这里开始的目标是扩大这些设备的规模，以解决量子计算中更复杂的问题。研究人员认为，这些模拟器将使他们能够解决那些过于复杂而无法在合理时间内用传统计算方法解决的数学模型。有了模拟量子模拟器，研究人员有了以前没有的"旋钮"可以转动。希望这将使他们能够理解并更好地解决构成量子物理学的复杂问题。模拟量子模拟器代表了量子计算的一种新的和创新的方法。随着最近的进步，可以看到更小的量子计算机被建造出来，人类可能很快就会比以前更多地了解量子物理学。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1342791.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1342791.htm

IBM发布量子计算芯片“苍鹭” 计划10年内造出超级计算机

IBM发布量子计算芯片“苍鹭”计划10年内造出超级计算机量子计算芯片，错误率创下历史新低当地时间12月4日，IBM在公司量子峰会上首次推出了量子计算芯片“IBMQuantumHeron”（苍鹭），这是IBM历史上第一个实用级量子处理器。“苍鹭”处理器拥有133个固定频率量子位，超过了127个量子位的“Eagle”（老鹰）处理器。IBM称，与“老鹰”相比，“苍鹭”处理器的设备性能提高了3至5倍，而且它的错误率创下了历史新低，比之前的量子处理器低三分之二。明年，将有更多“苍鹭”处理器将加入IBM行业领先的公用事业规模系统群。新型模块化系统亮相，超级计算机距离走进现实不远了另外，IBM还推出了该公司第一台拥有1000多个量子位的量子计算机IBM量子系统二号，相当于普通计算机中的量子位。据悉，该量子计算机将搭载3个“苍鹭”处理器运行。IBM向业界展示了新型模块化系统，将机器内部的处理器连接在一起，然后将机器连接在一起，以形成模块化系统，当与新的纠错代码相结合时，有望在2033年生产出引人注目的量子机器，即包括1000个逻辑量子位的超级计算机，全面释放量子计算的能量。IBM高级副总裁兼研究总监DarioGil表示：“我们正处于量子计算机被用作探索科学新领域的工具的时代。”“随着我们继续推进量子系统，通过模块化架构扩展和提供价值，我们将进一步提高公用事业规模量子技术堆栈的质量，并将其交到我们的用户和合作伙伴手中，他们将突破量子技术的界限更复杂的问题。”量子计算的关键障碍——出错概率大相较于传统计算机，量子计算利用量子的纠缠和叠加，实现更加强大的并行计算能力，且计算速度要快得多。但是，这些量子态也是出了名的变化无常，出错概率很大。为了解决这个问题，物理学家尝试通过诱导多个物理量子位（例如，每个物理量子位或单个离子编码在超导电路中）来共同编码一个信息量子位，即所谓的“逻辑量子位”。研究人员普遍表示，最先进的纠错技术每个“逻辑量子位”需要1000多个物理量子位，一台可以进行有用计算的机器需要拥有数百万个物理量子位。但近几个月来，物理学家对一种称为量子低密度奇偶校验（qLDPC）的替代纠错方案越来越感兴趣。根据IBM研究人员的1号预印本，这一数字将减少10倍或更多。该公司表示，现在将专注于构建芯片，该芯片旨在在400个左右的物理量子位中容纳一些经过qLDPC校正的量子位，然后将这些芯片连接在一起。马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的物理学家MikhailLukin表示，IBM的预印本是“出色的理论著作”。“话虽这么说，用超导量子位实现这种方法似乎极具挑战性，甚至可能需要数年时间才能在这个平台上尝试概念验证实验，”Lukin说。问题是qLDPC技术要求每个量子位直接连接到至少6个其他量子位。在传统超导芯片中，每个量子位仅连接到2-3个相邻量子位。但位于纽约约克敦高地IBM托马斯·J·沃森研究中心的凝聚态物理学家兼IBMQuantum首席技术官OliverDial表示，该公司有一个计划：它将在其量子计算机的设计中添加一层量子芯片，以允许qLDPC方案所需的额外连接。IBM量子副总裁JayGambetta表示，该公司一直在采取双轨方法来准备硬件，包括开发持续大量制造高质量量子位的能力。他表示，超过1121个超导量子位的Condor表明该公司在这方面处于良好状态，IBM在周一推出了这款处理器。“它的量子位小了大约50%，”Gambetta对媒体表示，“收益率就在那里——我们的收益率接近100%。”IBM一直致力于研究的第二个问题是，限制对单个或成对的量子位进行操作时发生的错误。改变量子位的状态会产生微妙的信号，这些信号可能会渗透到相邻量子位中，这种现象就是所谓的串扰。“苍鹭”在新型处理器中属于较小的一款，代表了IBM研发团队4年来为提高门性能所做的努力。“这是一个漂亮的设备，”Gambett说，“它比以前的设备好5倍，错误少得多，而且串扰无法真正测量。”量子计算何时能实现商业化？尽管这项量子计算研究具有里程碑意义，但截至目前仍无法实现商业化。“这一直是一个梦想，而且一直是一个遥远的梦想，”Dial说，“实际上，让它足够接近，让我们能够看到我们今天所处的位置，对我来说是巨大的。”IBM将其量子开发路线图延长10年至2033年，以构建计算、纠错能力更强大的系统。另外，到2024年底，IBM计划在美国、加拿大、日本和德国建立八个量子计算中心，以确保研究人员广泛使用量子系统二号。Gambetta同时表示：“我们需要一段时间才能从科学价值转向商业价值。”“但在我看来，研究和商业化之间的区别正在变得越来越紧密。”IBM研究人员表示，最近的进展增强了他们对量子计算长期潜力的信心，尽管他们没有预测量子计算何时会进入商业主流。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402181.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402181.htm

日本团队开发出 “光量子计算机” 运算纠错技术

日本团队开发出“光量子计算机”运算纠错技术日本东京大学等的研究团队日前在美国《科学》杂志上发表成果称，开发出能自行纠正“光量子计算机”运算错误的方法。“光量子计算机”是使用光的下一代计算机，这正是这种计算机所面临的最后课题。研究量子信息科学的东大教授古泽明表示：“原理层面的开发已完成。今后将迎来新的时代。”据悉，他们将在9月成立风险企业以推动成果转化。团队此次开发出了高性能的光检测仪，成功创造出一种名为“GKP量子比特”的特殊光状态，它能在运算的同时纠错。包含大量光子的单个光信号工作原理与排列大量量子比特的状态相同，因此有望在计算机体积不增大的情况下提高运算能力。

中国首颗 500 + 比特超导量子计算芯片“骁鸿”交付

今日，中国科学院量子信息与量子科技创新研究院向国盾量子交付了一款504比特超导量子计算芯片“骁鸿”，用于验证国盾量子自主研制的千比特测控系统。据官方介绍，这颗芯片刷新了国内超导量子比特数量的纪录，后续还计划通过中电信量子集团的“天衍”量子计算云平台等向全球开放。研究人员表示，“骁鸿”芯片的主要目的，是为了推动大规模量子计算测控系统的发展，更多考虑的是通过集成更多的比特数和实现各单项指标，来满足测控系统验证的需求。值得一提的是，虽然“骁鸿”刷新了国内超导量子比特数量的纪录，但官方强调其综合性能与此前创造量子纠缠数世界纪录的“祖冲之二号”尚有差距，不具备实现“量子计算优越性”的能力。国盾量子计算负责人王哲辉还表示，“骁鸿”芯片将在国盾量子千比特测控系统上进行单比特门、双比特门、读取操作及测控系统性能测试，测试工作预计在今年8月前完成。据介绍，新测控系统集成度较上一代产品提升10倍以上，核心元器件使用国产化设计，在提升操控精度的同时大幅降低了成本。未来，国盾量子将面向万比特规模，进一步研发适用于可纠错量子计算机的新型测控系统。标签:#量子计算频道:@GodlyNews1投稿:@GodlyNewsBot