Quantinuum的新型H2量子計算機創造了非阿貝爾拓撲量子物質并編織了其任意子
非阿貝爾任意子的受控創建和操作產生拓撲量子比特，這代表了邁向通用容錯量子計算的重要一步
科羅拉多州布(bu)隆菲2023年5月11日 /美通社/ -- Quantinuum很自豪也很興奮地宣布這向容錯量子計算邁出的重要一步。 Quantinuum的系統 System Model H2 的發布實現這一(yi)獨有的成就，System Model H2是有史以來性能(neng)最高的量子計算機。
Quantinuum的(de)H2量子(zi)處(chu)理(li)器(qi)(qi)由(you)霍尼韋爾公司提供技術支持，在與各(ge)種全球合作伙伴進行了廣泛(fan)的(de)發布前(qian)工作之后，該處(chu)理(li)器(qi)(qi)正式推出，對(dui)非阿(a)貝(bei)爾任(ren)意(yi)子(zi)的(de)受控創建和操縱至關(guan)重要 長期以來(lai)，對(dui)非阿(a)貝(bei)爾任(ren)子(zi)的(de)精確控制(zhi)一直(zhi)被(bei)認為是(shi)將拓撲量子(zi)比特用于容錯量子(zi)計算機的(de)途(tu)徑(jing)。
Quantinuum總(zong)裁暨首(shou)席(xi)運(yun)營官Tony Uttley表(biao)示："隨著我們的(de)(de)(de)(de)第二代系統(tong)的(de)(de)(de)(de)推出(chu)，我們正在進(jin)入(ru)量(liang)子計(ji)算(suan)的(de)(de)(de)(de)新階段。 H2強(qiang)調(diao)了實現只有(you)量(liang)子計(ji)算(suan)機(ji)才(cai)可(ke)能達成的(de)(de)(de)(de)有(you)價值成果的(de)(de)(de)(de)機(ji)會。 H2處理器的(de)(de)(de)(de)開發也是邁向(xiang)通用容(rong)錯量(liang)子計(ji)算(suan)的(de)(de)(de)(de)關鍵一步。"
他補充道(dao)："這(zhe)次演示漂(piao)亮(liang)地證明(ming)了我(wo)(wo)們(men)(men)H系(xi)列硬件路(lu)線圖的(de)(de)(de)(de)強大功能(neng)，并強化(hua)了我(wo)(wo)們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要目的(de)(de)(de)(de)，即讓我(wo)(wo)們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)客戶能(neng)夠解決以前傳統計算(suan)機(ji)無(wu)法解決的(de)(de)(de)(de)問題(ti)。 這(zhe)對社會的(de)(de)(de)(de)影(ying)響是(shi)巨大的(de)(de)(de)(de)，我(wo)(wo)們(men)(men)很高(gao)興看到這(zhe)項技(ji)術如何真正改變(bian)世(shi)界。"
Quantinuum的(de)(de)科學家(jia)與哈佛大(da)學和(he)加(jia)州理工(gong)學院的(de)(de)研究人(ren)員合作，對H2進行(xing)的(de)(de)首批(pi)實驗之一展示了一種新的(de)(de)物(wu)質(zhi)狀(zhuang)態，一種非阿貝爾拓撲有序(xu)狀(zhuang)態。 這是(shi)多年(nian)來(lai)在Quantinuum內(nei)部一直以"秘密行(xing)動模式"下追求的(de)(de)專(zhuan)業領域，其核心團隊位于慕尼黑，由 Henrik Dreyer博士領導。
由(you)于H2處理器的(de)差異化特征和精確(que)控(kong)制，拓(tuo)撲(pu)狀態（本質上是一個(ge)具有有限閘容(rong)量的(de)量子(zi)比特）是以(yi)一種可以(yi)實時精確(que)控(kong)制其特性(xing)的(de)方式(shi)創(chuang)建的(de)，展示了非阿貝爾任意子(zi)的(de)創(chuang)建、編織和湮滅（測量）。
這些結果詳細介紹了Quantinuum的工作，發表在今天于arXiv 上的一篇詳細科學論文的預印本中。 這項工作為凝聚態物理學開辟了令人興奮的新研究領域，這是單獨使用傳統計算機無法實現的。 我們與其他QEC代碼（可在這里和這里找(zhao)到）一(yi)起證明了這一(yi)成就表明Quantinuum硬件展(zhan)現出(chu)實現容錯的最佳途徑(jing)只是時間(jian)問題。
Quantinuum創(chuang)始人暨首席產品官Ilyas Khan表示："容(rong)錯量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)計算(suan)是(shi)(shi)我(wo)們的(de)最終目標。 我(wo)們在量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)計算(suan)領(ling)域(yu)的(de)世界領(ling)先地位(wei)繼續通過(guo)真正的(de)進(jin)步(bu)(bu)得到(dao)展示和(he)證明，而創(chuang)造(zao)(zao)和(he)操縱非阿貝爾任意(yi)子(zi)(zi)來創(chuang)造(zao)(zao)拓撲量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)比(bi)特是(shi)(shi)另一個例子(zi)(zi)，當將不可思議的(de)工(gong)具(ju)交給才華橫溢的(de)人們時，他們會利(li)用(yong)(yong)這些(xie)工(gong)具(ju)發現一些(xie)可以(yi)進(jin)行(xing)的(de)驚人工(gong)作。 這很可能是(shi)(shi)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)計算(suan)行(xing)業的(de)晶(jing)體管時刻，而我(wo)們使用(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)計算(suan)機作為構建拓撲量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)比(bi)特的(de)機械工(gong)具(ju)，這是(shi)(shi)邁向(xiang)容(rong)錯量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)計算(suan)的(de)重(zhong)要一步(bu)(bu)，這進(jin)一步(bu)(bu)證明了我(wo)們長期以(yi)來的(de)信念，即(ji)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)系統最好由其他量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)系統來探索(suo)和(he)創(chuang)建。 這正是(shi)(shi)Feynman在其如今(jin)著名的(de)談論中所預料到(dao)的(de)，這些(xie)談論經常被(bei)引用(yong)(yong)作為量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)計算(suan)的(de)基礎(chu)。"
他(ta)補充道："我們(men)期待著在(zai)這(zhe)一關(guan)鍵突(tu)破的(de)基(ji)礎上(shang)再(zai)接再(zai)厲(li)。 對(dui)于(yu)整個行業來說(shuo)，這(zhe)是一個激動人心的(de)時刻，我們(men)還有一些我們(men)迫不及(ji)待地想與世界分享的(de)里程碑(bei)"。
H2的創新
H2的(de)(de)(de)(de)(de)功能(neng)最(zui)初包(bao)括32個(ge)完全連接的(de)(de)(de)(de)(de)高保真量(liang)子(zi)比(bi)特(te)和一(yi)個(ge)全新的(de)(de)(de)(de)(de)架構，該架構推(tui)進了System Model H1的(de)(de)(de)(de)(de)線性設計（帶有(you)一(yi)個(ge)橢圓(yuan)形(xing)類似"跑道"的(de)(de)(de)(de)(de)新型離子(zi)阱）。 Quantinuum通過展示32量(liang)子(zi)比(bi)特(te) GHZ 狀態（所有(you)32個(ge)量(liang)子(zi)比(bi)特(te)全局(ju)糾纏(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)非經典態）來表現 H2 的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力，這是有(you)記(ji)錄以來最(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)。
System Model H2獨特的(de)(de)"跑道"設計實現了量(liang)子(zi)比特之間的(de)(de)全(quan)對全(quan)連接，這(zhe)意味著(zhu)H2中的(de)(de)每個量(liang)子(zi)比特都可(ke)以(yi)直接與(yu)系統中的(de)(de)任(ren)何其他量(liang)子(zi)比特成(cheng)對糾(jiu)纏。 從短期來看(kan)，這(zhe)樣做可(ke)以(yi)減(jian)少算法(fa)中的(de)(de)總體錯(cuo)(cuo)誤，而從長期來看(kan)，可(ke)以(yi)為(wei)新的(de)(de)、更(geng)有效的(de)(de)糾(jiu)錯(cuo)(cuo)碼開(kai)辟了額外的(de)(de)機會 – 這(zhe)兩者對于(yu)繼續(xu)加速量(liang)子(zi)計算的(de)(de)能力(li)都至關重(zhong)要。 當與(yu)受控非阿貝(bei)爾任(ren)意子(zi)的(de)(de)演示相結合(he)時，這(zhe)一(yi)整合(he)性成(cheng)果(guo)突出了拓撲量(liang)子(zi)信息存儲和處(chu)理(li)的(de)(de)重(zhong)要一(yi)步。
此外(wai)，新的(de)設計是朝(chao)著展(zhan)(zhan)示離子(zi)阱(jing)器件的(de)擴(kuo)展(zhan)(zhan)潛力邁(mai)出的(de)有力一(yi)步。 H2不僅展(zhan)(zhan)示了(le)(le)量(liang)子(zi)電荷耦合器件（QCCD）架(jia)構中離子(zi)陷阱(jing)的(de)擴(kuo)展(zhan)(zhan)能(neng)(neng)力（展(zhan)(zhan)示了(le)(le)在保持性能(neng)(neng)的(de)同時擴(kuo)展(zhan)(zhan)量(liang)子(zi)比(bi)(bi)特(te)(te)數(shu)量(liang)的(de)能(neng)(neng)力），它還包含了(le)(le)新的(de)技術，為后續幾代(dai)的(de)進一(yi)步擴(kuo)展(zhan)(zhan)鋪平道(dao)路。 H2與(yu)第一(yi)代(dai)系統類似(si)，其設計目的(de)是在產品生命周期(qi)內適應未來的(de)升級，這意味著量(liang)子(zi)比(bi)(bi)特(te)(te)的(de)數(shu)量(liang)和量(liang)子(zi)比(bi)(bi)特(te)(te)的(de)質(zhi)量(liang)都將得到改(gai)善
System Model H2建立在(zai)Quantinuum H系列的(de)成熟基礎上，包括許多(duo)標志性功能，這些功能一(yi)起使其不(bu)同于其他類(lei)型的(de)量(liang)子計算機：全對全連接、量(liang)子比(bi)特重(zhong)用(yong)、帶條件邏輯的(de)中(zhong)間電(dian)路測量(liang)、業界領(ling)先的(de)高保真量(liang)子比(bi)特操作和長相干時間。 此外，System Model H1為(wei)實(shi)現反復增加的(de)量(liang)子體(ti)積(ji)（QV）記(ji)錄而獲得的(de)令人印象(xiang)深刻的(de)性能增益預(yu)計將在(zai)H2中(zhong)延續。 H2推(tui)出時的(de)量(liang)子體(ti)積(ji)為(wei)65536，超過了今(jin)年2月宣布的(de)使用(yong)H1-1的(de)上一(yi)個記(ji)錄。
立即使用H2
除了(le)這一主(zhu)要的(de)重大突破(po)外，H2已(yi)經在一系(xi)列組織和公司的(de)實驗研究中發(fa)揮了(le)積極作用(yong)，并取(qu)得(de)了(le)顯(xian)著的(de)成果：
這些最新研究可在此處的個別技術論文中查閱。 可以在此處查看一份單獨(du)發表的論文，它(ta)描述了H2特性，基準測試和與其他硬件的比較，以及有關世(shi)界紀(ji)錄級別的糾纏之細節。 所有技術(shu)論文都將提交給科學同(tong)儕評審(shen)程序。
H2現(xian)在可(ke)以通過Quantinuum基于(yu)云的(de)(de)訪問獲(huo)得，并將從6月開始通過Microsoft Azure Quantum提供。 此外，通過NVIDIA經過優化的(de)(de)庫和工具(ju)的(de)(de)cuQuantum SDK，可(ke)以實現(xian)H2的(de)(de)噪(zao)聲通知模擬(ni)器，這有(you)助于(yu)加速(su)量子計算模擬(ni)工作流程(cheng)。
Quantinuum 首席執行(xing)官Rajeeb (Raj) Hazra博士(shi)表示："對于任何認為能夠(gou)推動人(ren)類知識和科學(xue)進步邊界的(de)量子(zi)(zi)(zi)計(ji)算機(ji)(ji)(ji)仍然(ran)遙遠(yuan)的(de)人(ren)來(lai)說，今天(tian)標(biao)志著(zhu)一(yi)(yi)個(ge)轉折點(dian)。 一(yi)(yi)個(ge)世界領先(xian)的(de)科學(xue)家團(tuan)隊使(shi)用(yong)Quantinuum的(de)H2量子(zi)(zi)(zi)計(ji)算機(ji)(ji)(ji)實(shi)現(xian)了(le)以(yi)前不可能實(shi)現(xian)的(de)目標(biao)。" 他接著(zhu)評論道："H2為Quantinuum提供(gong)了(le)一(yi)(yi)個(ge)突破性的(de)時刻(ke)。 我(wo)們第(di)二代(dai)量子(zi)(zi)(zi)計(ji)算機(ji)(ji)(ji)搭載H2量子(zi)(zi)(zi)處理器和相關軟件，提供(gong)了(le)當(dang)今行(xing)業最佳性能，同(tong)時為顯(xian)著(zhu)加快容錯量子(zi)(zi)(zi)計(ji)算道路奠定了(le)基礎。"
