霍尼韋爾：量子計(jì)算機(jī)的量子體積64，是谷歌的兩倍

霍尼韋爾最近宣布，其最新量子計(jì)算機(jī)的量子體積得分達(dá)到64，是IBM和谷歌競爭對(duì)手的兩倍，同時(shí)霍尼韋爾表示，希望在未來五年內(nèi)，將自家量子計(jì)算機(jī)的算力每年增加10倍?；裟犴f爾量子計(jì)算的量子體積得分達(dá)到64意味著什么？它真的比IBM和谷歌要強(qiáng)嗎？霍尼韋爾已經(jīng)摘到量子計(jì)算“皇冠上的明珠”了嗎？這是一場(chǎng)炒作還是有什么關(guān)鍵信息沒有透露？關(guān)于量子計(jì)算，我們還需要了解什么？

先來看看，霍尼韋爾宣布的內(nèi)容?；裟犴f爾宣布它實(shí)現(xiàn)的量子計(jì)算的量子容量為64，是業(yè)界目前為止最強(qiáng)的。據(jù)霍尼韋爾介紹，霍尼韋爾量子計(jì)算機(jī)的核心是一個(gè)籃球大小的超高真空。這個(gè)球體包含的真空粒子數(shù)量是外太空的1/5，由液態(tài)低溫冷卻，溫度僅比零度高出10華氏度---在這個(gè)溫度上，原子幾乎停止震動(dòng)。

根據(jù)霍尼韋爾的解釋，在離子阱（一種覆蓋著1/4硬幣大小的金的硅芯片）內(nèi)部，電場(chǎng)使單個(gè)原子懸浮在離子阱上方0.1毫米處。而科學(xué)家們則使用激光照射這些帶正電荷的原子來執(zhí)行量子操作。

在霍尼韋爾的這些信息中，有幾個(gè)關(guān)鍵背景需要了解，其一是“量子體積”。其二是目前的主要量子計(jì)算各個(gè)公司的技術(shù)路線。其三是如何來衡量一個(gè)公司的量子能力。然后我們就能夠清晰地來判斷霍尼韋爾的這個(gè)宣布。

關(guān)于“量子體積”。這個(gè)衡量量子計(jì)算機(jī)能力的參數(shù)指標(biāo)是由IBM公司在2017年提出來的，此前業(yè)界對(duì)于一家公司的量子計(jì)算機(jī)能力衡量參數(shù)通常采用“量子比特”這個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，它相對(duì)而言并不能完全反應(yīng)出量子計(jì)算機(jī)能力的多維度。后來IBM提出了“量子體積”它的影響因素包括量子比特?cái)?shù)、門和測(cè)量誤差、設(shè)備交叉通信、以及設(shè)備連接和電路編譯效率等。應(yīng)該說“量子體積”比“量子比特”這個(gè)參數(shù)更科學(xué)地描述了量子計(jì)算機(jī)能力的高下。

關(guān)于“各個(gè)公司的量子計(jì)算機(jī)技術(shù)路線”。目前量子計(jì)算主要分為固態(tài)器件（也可以稱之為電學(xué)路線）和光學(xué)路線兩大類量子計(jì)算路線。IBM與谷歌所走的是超導(dǎo)量子計(jì)算路線，英特爾所走的是半導(dǎo)體量子技術(shù)路線，無論是超導(dǎo)還是半導(dǎo)體都屬于固態(tài)器件路線。所以谷歌、IBM、英特爾這三家公司屬于“固態(tài)器件路線派”。而離子阱也是就目前霍尼韋爾所走的技術(shù)路線則屬于的是“光學(xué)器件派”。也就是說霍尼韋爾與IBM、谷歌、英特爾等本來就分屬不同的技術(shù)路線。

光學(xué)路線的離子阱在相干時(shí)間上就有優(yōu)勢(shì)，但是其可操控性上很弱，而且與經(jīng)典計(jì)算很難實(shí)現(xiàn)兼容。所以包括IBM、英特爾、谷歌等都沒有選光學(xué)而是選擇了固態(tài)器件，目前世界上80%以上的量子計(jì)算都采用了固態(tài)器件的路線，因?yàn)樗泻芎玫?a target="_blank">工業(yè)基礎(chǔ)而且與經(jīng)典計(jì)算能夠更好的融合，離子阱等光學(xué)路線更多是在科研上用的比較多。

盡管業(yè)界沒有對(duì)哪種技術(shù)路線未來會(huì)更成功給出定論，但是從與經(jīng)典計(jì)算的兼容、從現(xiàn)有工藝與產(chǎn)業(yè)資源的成熟度等等綜合維度來看，固態(tài)器件都有明顯的優(yōu)勢(shì)，這也就是為什么包括谷歌、IBM、英特爾等都選擇了該方向的技術(shù)路線進(jìn)行探索的原因。

關(guān)于“如何衡量一個(gè)量子計(jì)算機(jī)的能力”。記者無論是這次采訪還是此前對(duì)于業(yè)界專業(yè)人士的采訪，被訪嘉賓都認(rèn)為“量子計(jì)算機(jī)解決一個(gè)實(shí)際問題所消耗的資源”是關(guān)鍵指標(biāo)，也就是說“是騾子是馬”得拉出來到實(shí)際問題現(xiàn)場(chǎng)遛一遛才知高下。本源量子計(jì)算機(jī)公司副總經(jīng)理張輝對(duì)記者表示：“真正衡量量子計(jì)算能力是看用它來解決問題消耗的資源與經(jīng)典計(jì)算相比，誰消耗的資源更小?！贝饲坝⑻貭栔袊芯吭涸洪L宋繼強(qiáng)也在接受采訪時(shí)提及此觀點(diǎn)，衡量量子計(jì)算機(jī)的能力高下要看，究竟解決了什么問題，消耗了多少資源。

基于這幾個(gè)信息，我們來分析這次霍尼韋爾的成果。張輝認(rèn)為，霍尼韋爾稱其量子體積得分64，從離子阱路線來看做到這個(gè)參數(shù)是一個(gè)進(jìn)步。但說它有世界上最快量子計(jì)算機(jī)其實(shí)有炒作的意味。因?yàn)楝F(xiàn)在沒有看到霍尼爾韋爾用它解了這個(gè)世界的任何問題，而此前谷歌宣布的量子突破，好歹是解了一個(gè)數(shù)學(xué)的問題，真正衡量量子計(jì)算能力是看用它來解決問題消耗的資源與經(jīng)典計(jì)算相比，誰消耗的資源更小。目前未看到霍尼韋爾能解決任何問題的報(bào)道，也不知道用它來解決問題?！耙膊煌耆苡昧孔芋w積來將霍尼韋爾與IBM進(jìn)行比較，兩者本來就屬于不同的技術(shù)路線，某種意義上看，霍尼韋爾在偷換概念，炒作意味更濃吧。”張輝說。

IBM公司在2019年9月宣布了53個(gè)量子位的量子計(jì)算機(jī)，并宣布該公司的量子計(jì)劃現(xiàn)在還支持與商業(yè)客戶、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和研究實(shí)驗(yàn)室的80個(gè)合作伙伴關(guān)系。其中一些已經(jīng)開始使用可用的機(jī)器來解決實(shí)際問題，應(yīng)該說是目前在商業(yè)路徑上走的最快的公司之一。

盡管沒有看到霍尼韋爾的解題成果，但霍尼韋爾宣布，其量子計(jì)算機(jī)成功推出后正計(jì)劃將其能力用于商業(yè)比如租借給其他公司，而且這項(xiàng)服務(wù)每小時(shí)的成本可能在1萬美元左右雖然霍尼韋爾沒有透露已經(jīng)有多少客戶簽約使用其量子計(jì)算機(jī)但他們承認(rèn)已經(jīng)與摩根大通簽訂了合同。摩根大通的量子專家團(tuán)隊(duì)可能會(huì)使用霍尼韋爾的機(jī)器進(jìn)行巨型計(jì)算比如建立防欺詐檢測(cè)模型。而且也將通過微軟的云計(jì)算平臺(tái)來提供量子服務(wù)。

目前，全球的量子計(jì)算都尚屬于起步階段，此前英特爾副總裁、中國區(qū)總裁楊旭在接受采訪時(shí)表示，全球的量子計(jì)算是一場(chǎng)馬拉松，現(xiàn)在才剛剛跑出去200米，究竟誰快誰慢，下結(jié)論還太早。
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