揭秘！为摩根大通服务的量子计算机“庐山真面目”

丹佛北部的一栋单调且没有窗户的办公楼就是计算机行业的奇迹发源地之一。在这里有一个数据中心、两台商用量子计算机正在为摩根大通等客户运行，还在建设第三个原型机，这就是Quantinuum的量子实验室。

量子计算机之所以奇妙，是因为它们按照量子力学的原理运行，涉及宇宙中最微观的部分，其运行规则与我们所知道的经典物理学完全不同。量子计算机不是通过打开和关闭来记录和运行信息的晶体管，而是使用量子比特，它具有“开”、“关”或介于两者之间的某种叠加状态。量子计算机具有解决复杂问题的独特能力，例如发现新材料或确定改善供应链的方法。

2021年，在国防承包商巨头霍尼韦尔收购英国量子公司剑桥量子后，Quantinuum从霍尼韦尔分离出来。近期，Quantinuum正式推出其32量子比特的第二代量子计算机H2。

Quantinuum利用H2进行了很多基准测试，结果表明H2是有史以来最精确的量子计算机。

为了让量子计算机发挥其强大潜力，功能超过现有的超级计算机，就需要使用数百、一千甚至更多的量子比特，而且量子比特还要能保持完成计算工程师预定的计算内容。

温度或光线等微小的环境变化，都会干扰量子比特。量子比特数量越多，受噪音的影响就越大，得到的结果就越不准确。正因为如此，一些怀疑论者表示，大规模的量子计算也许是不可能实现的。但负责Quantinuum设计和制造量子计算机的高管Russell Stutz坚信这是可以实现的，他说：“大规模量子计算的实现只是时间问题。”

2022年11月，IBM推出了一款433量子比特的量子计算机，谷歌自2019年以来一直使用名为Sycamore的54量子比特处理器，其他一些初创公司也在研究量子计算机。

量子计算机要达到一定量子比特数量规模和高水平的准确率，这需要多长时间还不能确定，但一些早期采用者已经在尝试这项技术。像英伟达（Nvidia）和微软（Microsoft）这样的公司正在建造自己的量子计算机，它们也是Quantinuum的合作伙伴。

微软Azure Quantum部门的首席PM负责人Fabrice Frachon说：“即使量子计算机的准确率高达99%，仍有许多工作要做。”Quantinuum的计算机令人惊叹，它更像是一个科学实验，而不是下一代计算技术。

H2计算机体积占据一个小房间

Quantinuum分享了H2计算机外观的基本示意图。如上图所示，H2计算机的大小相当于一个小房间，其组件横跨几张桌子，而不是像经典超级计算机那样组装在很小的外壳中。

为了更好地展示计算机和房间的真实外观，下图以简笔画的形式对上图进行了注释。

计算机实际上分布在两个100平方英尺的平台上，研究人员站在它们之间的过道上。平台上布满蓝色电缆，它们整齐地通过管道进入定制的传统计算设备，用来控制计算机和环境。

Quantinuum使用激光来冷却和控制量子比特所在的腔室。桌子下面布满旋钮和自定义控件。显示器靠墙，电脑通常放在黑色窗帘后面，与环境隔离，一群博士科学家在房间里工作。

带有32个量子比特的托盘

Quantinuum的计算机使用离子阱技术，原子科学家从矿物镱中获取原子，通过激发电子来使它们带电，并将它们放在一个拇指大小的微小托盘中，以限制它们的运动。

Quantinuum表示会将H2计算机的量子比特由32个扩展到50个。它正在构建一个可以处理更多任务的原型，Stutz说，该版本将使用网格图案的托盘，计算机约占100平方英尺。

微小的量子比特位于一个大约哈密瓜大小的金属室内，金属室内需要保持极低的温度，几乎是“绝对零度”。量子比特会通过发光来指示它们是打开、关闭还是处于中间状态。

量子计算机正站在一个新时代的风口浪尖，它的功能正日益强大，科学家们也希望能逐渐缩小它的尺寸。Stutz表示，这些占用一个房间大小的计算机何时可以缩小尺寸和成本，成为人们办公桌上的电脑，在短期内还难以实现。目前，这仍然是一项云服务，客户发送任务就像上传文档一样便捷。

编译：卉可

编辑：慕一

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