前言：

目前量子計(jì)算主要分為固態(tài)器件和光學(xué)路線兩大類(lèi)路線，谷歌、IBM、英特爾走固態(tài)器件路線派，霍尼韋爾的離子阱走的技術(shù)路線是光學(xué)器件。近半年來(lái)，IBM與霍尼韋爾的最新進(jìn)展將直接對(duì)飚，量子計(jì)算領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)逐漸白熱化。

新領(lǐng)域帶動(dòng)的量子計(jì)算優(yōu)勢(shì)盡顯

在人工智能、智慧交通、金融、生物醫(yī)藥、航空航天等領(lǐng)域，量子計(jì)算機(jī)都展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用空間。盡管很多應(yīng)用還處于研究階段，但量子計(jì)算機(jī)的兩大優(yōu)勢(shì)已經(jīng)顯現(xiàn)。

①量子計(jì)算機(jī)對(duì)海量數(shù)據(jù)并行運(yùn)算能力的指數(shù)級(jí)提升，可以顯著提升數(shù)據(jù)搜索、處理、分析的能力；

②量子計(jì)算機(jī)可以在電子、原子等微觀粒子上編譯，它可以自然地模擬自然界原子、分子演進(jìn)的過(guò)程，可以用來(lái)研究新材料、發(fā)現(xiàn)新藥物。量子計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用方向是替代現(xiàn)在的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

目前美國(guó)科技公司擁有量子計(jì)算機(jī)的數(shù)量：

IBM有量子計(jì)算機(jī)18臺(tái)；

谷歌有量子計(jì)算機(jī)5臺(tái)；

霍尼韋爾的離子阱量子計(jì)算機(jī)有6臺(tái)。

從國(guó)內(nèi)媒體披露的信息來(lái)看，國(guó)內(nèi)的華為、阿里和騰訊等主流科技公司，也都已經(jīng)進(jìn)入“量子計(jì)算機(jī)”賽道，但目前暫無(wú)已經(jīng)生產(chǎn)出可商用的量子計(jì)算機(jī)并投入到云計(jì)算的應(yīng)用。

口罩大廠直接對(duì)標(biāo)量子計(jì)算頭牌

·隱藏十年的終極目標(biāo)：霍尼韋爾是世界著名的面膜制造商，在流行期間，霍尼韋爾一直在努力生產(chǎn)口罩，因此大多數(shù)人的印象是霍尼韋爾只是一個(gè)面具制造商。

然而霍尼韋爾實(shí)際上是一家高科技公司，除了口罩，該公司的產(chǎn)品還涉及航空航天，汽車(chē)等高科技制造領(lǐng)域。

在過(guò)去十年中，霍尼韋爾一直致力于實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的目標(biāo)，當(dāng)時(shí)該公司開(kāi)始開(kāi)發(fā)生產(chǎn)低溫和激光工具的技術(shù)。

·兩年時(shí)間正是進(jìn)軍：霍尼韋爾于2018年年底宣布進(jìn)軍量子計(jì)算領(lǐng)域，并于2019年年底與微軟達(dá)成合作，通過(guò)微軟的Azure量子服務(wù)，為霍尼韋爾量子計(jì)算機(jī)提供云接入服務(wù)。

在宣布“在未來(lái)三個(gè)月內(nèi)，將推出世界上最強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)”的同時(shí)，霍尼韋爾宣布對(duì)兩家量子計(jì)算軟件初創(chuàng)企業(yè)劍橋量子計(jì)算公司（CQC）和Zapata Computing公司進(jìn)行戰(zhàn)略投資，并將與摩根大通共同開(kāi)發(fā)量子算法。

霍尼韋爾長(zhǎng)期以來(lái)一直在建造一種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，為世界上許多最大的工業(yè)場(chǎng)所提供動(dòng)力。

正是具備這樣的經(jīng)驗(yàn)，使得它現(xiàn)在能夠建立一個(gè)先進(jìn)的離子陷阱，這也是霍尼韋爾在量子計(jì)算領(lǐng)域努力的核心。

他們已經(jīng)在論文中證明了他們的量子電荷耦合器件（QCCD）架構(gòu)，這是一項(xiàng)重大技術(shù)突破。

2019年霍尼韋爾宣布和微軟合作，通過(guò)微軟的Azure量子服務(wù)，為霍尼韋爾量子計(jì)算機(jī)提供云接入服務(wù)。這是云計(jì)算和量子計(jì)算機(jī)的合作。

·離子阱量子計(jì)算的飛躍式發(fā)展：霍尼韋爾之所以能在離子阱量子計(jì)算方面實(shí)現(xiàn)飛躍，部分原因是其在2015年突破了一項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)，能夠使用激光捕獲處于疊加狀態(tài)的帶電粒子。

基于該技術(shù)的量子計(jì)算機(jī)使用離子作為量子位來(lái)實(shí)現(xiàn)基本操作和邏輯單元。所謂的“離子阱”是指使用電磁場(chǎng)捕獲和捕獲離子的系統(tǒng)。

利用霍尼韋爾的內(nèi)部云服務(wù)和獨(dú)特的算法，可以通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)特定的量子電路。

從可執(zhí)行任務(wù)的角度來(lái)看，它可以暫停量子計(jì)算，讀取量子位的狀態(tài)，然后根據(jù)結(jié)果選擇其他路徑重新開(kāi)始計(jì)算。

離子阱放置在真空區(qū)，當(dāng)激光受到輻射時(shí)，離子受到撞擊，量子發(fā)生反應(yīng)。目前摩根大通已經(jīng)使用了霍尼韋爾的量子計(jì)算機(jī)，并給予了高度評(píng)價(jià)。

該量子計(jì)算機(jī)可用于金融領(lǐng)域進(jìn)行欺詐測(cè)試，改進(jìn)安全性交易，并將人工智能和金融策略有機(jī)結(jié)合。

霍尼韋爾的離子阱是利用電荷與電磁場(chǎng)間的交互作用力牽制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，將受限離子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)兩個(gè)能級(jí)作為量子比特。

·未來(lái)提升速度明顯：就目前看來(lái)，雖然仍有爭(zhēng)議，但霍尼韋爾此次所推出的設(shè)備或確實(shí)能被稱(chēng)作是目前業(yè)內(nèi)能力最強(qiáng)的“通用型”量子計(jì)算機(jī)。

對(duì)未來(lái)的進(jìn)展，霍尼韋爾也是雄心勃勃，預(yù)計(jì)其所研發(fā)的量子計(jì)算設(shè)備將在未來(lái) 5年內(nèi)，每年都能將量子體積提升10倍，并正將量子計(jì)算從理論帶入現(xiàn)實(shí)，逐漸將量子計(jì)算真正用于解決實(shí)際問(wèn)題。

根據(jù)IBM標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算量子體積，這種增長(zhǎng)指數(shù)有其自身的增長(zhǎng)規(guī)律，霍尼韋爾公司的量子計(jì)算機(jī)容量未來(lái)將繼續(xù)增長(zhǎng)。

霍尼韋爾的目標(biāo)是將其量子體積每年增加10倍，到2025年達(dá)到驚人的640000倍。

IBM隨后又稱(chēng)達(dá)到新的里程碑

·老牌廠的底蘊(yùn)：誕生于 2016年的IBM Q Experience 目前由 15 個(gè)公用的量子計(jì)算機(jī)組成，規(guī)模從5到53個(gè)量子位不等。

在2019年IBM的量子數(shù)量達(dá)到了32個(gè)，今年達(dá)到了64個(gè)，這是其計(jì)劃將每年量子數(shù)量翻倍的第二年。

每月大約有1．2萬(wàn)人使用這些設(shè)備，用戶群體包含研究人員與學(xué)生，同時(shí)小型設(shè)備的使用是免費(fèi)的。IBM 表示，現(xiàn)在付費(fèi)使用規(guī)模更大的設(shè)備的客戶已經(jīng)超過(guò)了 100 個(gè)。

·對(duì)新秀的雙倍反擊：近日，IBM宣布達(dá)到了量子計(jì)算新的里程碑，目前最高的64量子體積。與去年相比，其量子計(jì)算機(jī)的性能又提高了一倍。

就在幾個(gè)月前，霍尼韋爾宣稱(chēng)已經(jīng)研發(fā)出世界最強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)，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(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的兩倍。

IBM近日宣布大型量子計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)工作取得新的里程碑進(jìn)展，27量子位Falcon芯片的量子數(shù)量增加了一倍。

量子數(shù)量是衡量量子計(jì)算機(jī)性能的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)alcon芯片的量子數(shù)量為64，是IBM上一代系統(tǒng)的2倍。

·目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)連續(xù)三年增長(zhǎng)：IBM設(shè)定的目標(biāo)是至少將硬件平臺(tái)的量子數(shù)量增加一倍，并在2018年和2019年成功實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。再加上這次的公告，IBM現(xiàn)在可以聲稱(chēng)自己已經(jīng)連續(xù)第三年保持這種增長(zhǎng)勢(shì)頭了。

結(jié)尾：

即使IBM、谷歌、霍尼韋爾等廠商近年來(lái)取得了量子技術(shù)上的進(jìn)步，但大規(guī)模量子計(jì)算要變成現(xiàn)實(shí)，還有很長(zhǎng)的一段路要走。
責(zé)編AJX