怎麼評價谷歌年內推出「量子計算機」？

01-03

「That process is all working,」 says Martinis. 「Now we』re ready to kind of move fast.」 Designs for devices with 30 to 50 qubits are already in progress, he says. He briefly flashed up images of the six-qubit chip at the recent IEEE TechIgnite conference in San Bruno, California, but his group has yet to formally disclose technical details.

順便問一下，中國在這方面的研究是否也在世界前列···？

這年頭，遇到一個有意思的問題真不容易。。。

目前量子計算機研發中有兩個方向現在看起來很有前途。一個是超導量子比特，另一個是離子阱。

先說離子阱吧，有兩個機構在從這個方向攻關。

一個是在清華，主要負責人是引進的一個韓國人金奇奐。跑個題，說一下這個韓國人的來頭，2012年諾貝爾物理獎發給了美國的Wineland和法國的Haroche。Haroche是金奇奐博士生導師的導師，而Wineland是他博士後導師的博後導師。Haroche從事的是腔量子電動力學的實驗研究，Wineland教授從事的是離子阱的實驗工作。2012年兩位諾貝爾物理獎獲得者都是他的師祖。科研上的山頭現象也很明顯，國際上搞離子阱的絕大多數都是這兩個大牛的徒子徒孫……

另外一個就是在我們實驗室了，是我們大組的一個重要的科研攻關方向。但是，由於我們組沒有像清華那樣引進人才。技術基本上都是一屆屆學生一點點的積累出來的。總體來說，距離清華有一定差距。

但是清華目前的水平距離國際領先水平還是有不小差距。據說(我沒有仔細調研)在國際上，離子阱的量子比特也能做到十幾個了。國內目前還都只能玩的轉一個離子。

去年有這樣一個新聞:

「離子阱量子計算」國家重點專項由清華大學申請承擔，國防科技大學共同參與。項目重點開展基於離子阱系統的量子計算與量子模擬研究，計劃在五年內實現單個離子阱中15——20個離子的量子相干操作，將單比特和雙比特量子邏輯門的保真度提高到滿足量子容錯計算的要求，演示多種量子演算法，將單量子比特相干時間提高到1000秒以上，設計並開發包括刀片離子阱、一體化離子阱和晶元勢阱在內的多種新型離子阱技術。

接下來說說超導量子比特，這個國內做的還是不錯的，也是分兩個機構在做這方面的實驗。一個是科大潘建偉老師那裡，據說是挖了物理所做這方面很強的一個老師，還聯合了浙江大學。他們的現在已經可以做到大概十個量子比特了，最近有不少重大成果發表。另一個是我們實驗室另外一個大老闆。他從國家也申請到了七八千萬的項目經費，準備開始在這個方面做一些工作。

超導量子比特的最領先水平應該就是這個問題中描述的谷歌的那個了。

總體來說，這次量子計算機的競賽中，國際上並沒有拉開國內非常大的距離。我們還有機會！

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感謝評論區尹老師的指正！

超導量子計算我漏掉了清華大學孫麓岩教授和南京大學於揚教授。非常抱歉

Matinis march meeting 上已經講了，49bit 沒跑了，不過挺擔心操作保真度的

王浩華的10bit超導要發出來了

Pan還會有20bit光學的science

有人說美國谷歌今年將會公布研製成功的量子計算機，我國科研人員了解後表示笑而不語。其實，谷歌的研製成功的量子晶元和中科大量子實驗室研製成功的的量子晶元完全不是一回事。谷歌的D-Wave並非真正的量子計算機，而是量子退火機，演算法和一般意義理解的加減乘除的演算法是有區別的，一般的演算法，比如求開方或求互質是有標準的程序。而蒙特卡羅演算法的一個關鍵步驟就是要形成一些隨機數，由隨機數去模擬。谷歌的D-Wave模擬了一個量子模型，經過數值分析模擬出量子的勢場結構；其量子處理器由低溫超導體材料製成，利用了量子微觀客體之間的相互作用。因此，其體系是量子力學的。而量子力學在微觀層面上和宏觀層面上是有區別的，它可以穿透一些勢壘結構，比如有一道高3米，厚0.1米的牆，要翻過去必須有矯健的身手。通過量子力學，會有一定概率的普通人可以直接穿牆。但在經典層面上，用傳統計算機來模擬的話，就必須老老實實的去爬牆，而這就是谷歌宣稱快他們研製成功的量子晶元相較傳統計算機快1億倍的原因所在。換言之，谷歌的量子計算機只是針對特定環節，做特殊演算法的計算機。谷歌的退火演算法可以在特定的環節、特定的應用中超過傳統計算機，但並不具有普適性。標準量子計算機是具有普適性的計算機，可以運行各種各樣的演算法，類似於經典計算機，電路等效於圖靈機模型，可以把圖靈機的各種功能用電路來實現。計算機的電路由基本的門來構成，而標準的量子計算機也是有這樣的一個概念，是由一系列基本的邏輯門來實現量子電路，進而實現各種演算法功能。這種量子計算機被稱為具有普適性的量子計算機，而谷歌的量子計算機就沒有量子計算機對應的門的概念。谷歌的量子晶元採用低溫超導技術，超導系統具有可集成性，能夠集成更多的量子比特，但操作精度遠遠達不到量子計算的要求，這也是谷歌之所以研究量子退火，而非標準量子計算機的原因。藉助超導體系已有的相對成熟的超導電子學，谷歌可以比較容易集成數量較多的量子位，但選擇了這條路也意味著谷歌不存在用量子退火機「升級」，製造出量子計算機的可能性。也就是說，中科大量子實驗室的量子晶元是基於量子點系統，雖然集成的量子比特會少一些，但擁有更好的量子邏輯門精度，就構建標準量子計算機而言，中科大量子實驗室沒有選擇矇騙無知群眾，也沒有選擇搞一個大新聞。一步一個腳印，才是最踏實的。

希望Google不要步華為以及三星的後塵。

教科書式的閱讀理解文章

1. 以下哪些表述是正確的

A. 谷歌未來將會製造出一種新的量子晶元，可以勝任任何計算，且能力遠超現有的計算機。

B. 谷歌的團隊已經製造出一種新的晶元，它的一個柵格具有49個量子比特。

C. 谷歌的6量子比特晶元是2X3排列的。

D. 谷歌發布的結果基於一個9量子比特線性排列的晶元。

（多選）

John最近掛出來一個報告，雖然是6qubit 但是用了一種新的封裝結構，近似實現了在他們14年發表在nature上的關於surface code文章的設想，並且幾乎沒有影響到qubit的T1 T2，因此年內做出49 or 50個qubit還是很有可能的。

國內超導量子計算上，浙大的王浩華教授前段時間做了10個qubit的糾纏，應該是目前國內最多的。