2021-11-24 14:22

Atom Computing:一家相信自己可以最终赢得量子比特竞赛的量子公司

C114讯 北京时间11月24日消息(余予)Atom Computing 将自己描述为“一家致力于用光学捕获的中性原子构建世界上最具扩展性的量子计算机公司。”该公司最近透露,它在过去两年中秘密建造了一台使用锶原子作为计算单位的量子计算机。

Benjamin Bloom和Jonathan King于2018年以500万美元创建了这家总部位于加利福尼亚州伯克利的公司。 Bloo在科罗拉多大学获得物理学博士学位, King在加州伯克利大学获得化学工程博士学位。

今年早些时候,Atom Computing从Venrock、Innovation Endeavors 和 Prelude Ventures等风险投资公司那里获得了 1500 万美元的 A 轮融资。此外,该公司还获得了美国国家科学基金会(NSF,National Science Foundation)授予的三项资助。

Rob Hays,Atom Computing 首席执行官兼总裁(来源:Atom Computing)

前英特尔和联想高管 Rob Hays 最近被任命为公司CEO。Atom Computing量子物理学家和设计工程师团队对量子相关学科和应用进行了全面补充。本月,Atom Computing公司内部的关键职位上增加了两名量子资深人士,显示出其持续发展势头:

·Denise Ruffner被任命为首席商务官,负责公司的战略客户和合作伙伴生态系统以及业务发展。Denise之前在IonQ和IBM Quantum工作。

·Justin Ging 加入Atom,担任首席产品官。他将领导Atom Computing 解决方案组合的产品管理和客户体验。Justin之前曾在霍尼韦尔量子解决方案任职,负责其量子业务部门的商业化和业务开发。

量子位技术

经典计算机使用磁位来表示 1 或 0 进行计算,而量子计算机使用量子位元(quantum bits或qubits)来表示 1 或 0 或同时表示介于两者之间的任何数字。

今天的量子计算机对量子位使用了几种不同的技术。但无论采用何种技术,对所有量子计算量子位的共同要求是它必须是可扩展的、高质量的,并且能够快速进行相互作用。

IBM 在其大约 20 台量子计算机的庞大机群上使用超导量子位;尽管亚马逊还没有量子计算机,但它计划使用超导硬件建造一台;霍尼韦尔和 IonQ 都使用一种名为“镱”的稀土金属制成的俘获离子量子位;相比之下,Psi Quantum 和 Xanadu 使用光子。

Atom Computing选择使用不同的技术——由中性原子制成的核自旋量子位。 Phoenix 是 Atom 第一代基于门的量子计算机平台,拥有100 个光捕获量子位。

Atom Computing 的量子平台

第一代量子计算系统“Phoenix ”(图源:Atom Computing)

Phoenix 平台使用一种特定类型的核自旋量子位,该量子位是由锶的同位素(一种天然存在的元素)创建的。锶是中性原子。在原子水平上,中性原子具有相同数量的质子和电子。然而,锶的同位素具有不同数量的中子。中子的这些差异在原子中产生不同的能级。Atom Computing使用同位素 Strontium-87,并利用其独特的能级创建自旋量子位。

量子位需要保持足够长的量子状态才能完成计算。一个量子位可以保持其量子状态的时间长度就是它的相干时间。由于 Atom Computing 的中性原子量子位是天然的而非人造,因此无需调整以补偿量子位之间的差异。这有助于它的稳定性和相对较长的相干时间,与超导系统的毫秒或离子捕获系统的几秒相比,其相干时间超过40 秒。此外,中性原子对其他原子几乎没有亲和力,这使得量子位不易受到噪声的影响。

中性原子量子位具有许多优势,使其适用于量子计算。这里仅仅是少数:

·自然量子位都是完美的。每个量子位都与同一物种的所有其他量子位相同

·量子位之间具有高连通性

·具有快速扩展到非常大量量子位的潜力

·灵活的阵列几何形状

·高相干时间

·自由空间激光无线控制

·光镊可扩展,便于移动

·经过数十年的物理学研究证明——这类原子被用来给最精确的原子钟提供动力

中性原子量子处理器的工作原理

图源:Atom Computing

Phoenix 量子平台使用激光器作为对 Strontium-87 量子位进行高精度无线控制的代理。并且,利用特定波长的激光控制的光镊真空室中捕获原子,从而形成在自由空间中捕获的高度稳定的量子位阵列。

首先,一束热锶将原子移动到真空室中。接下来,多个激光用光子轰击每个原子,将它们的动量减慢到接近静止的状态,使其温度降至接近绝对零。这个过程被称为激光冷却,它消除了对低温学的要求,并使量子位更容易扩展。

然后,在一个玻璃真空室中形成光镊,在那里组装量子位并以光学方式将其捕获在阵列中。中性原子的一个优点是处理器的阵列不限于任何特定的形状,它可以是 2D 或 3D。额外的激光会在原子之间产生量子相互作用(称为纠缠),为实际计算做准备。在设置初始量子状态并建立电路后,然后执行计算。

Phoenix的核心,显示了原子计算的量子位纠缠的位置。(第一代量子计算系统“Phoenix ”,Atom Computing)

展望未来

Atom Computing 正在与多个技术合作伙伴合作。它还在对少数未公开的客户进行测试。A轮融资使其能够扩大研究范围并开始开发第二代量子平台。首席执行官Rob Hays 相信Atom Computing 将在2023 年中期开始产生收入,这是一个好兆头。

Atom Computing 是一家年轻而积极的公司,拥有有前途的技术。在她加入Atom 后不久,我与Denise Ruffner 进行了交谈。她的这番话,似乎反映了整个公司的乐观情绪:

“我加入了梦之队——一位在计算机开发和销售方面拥有丰富经验的充满活力的 CEO,包括一位了不起的首席产品官,以及一个伟大的科学团队。我很惊讶有多少公司已经联系我们尝试我们的硬件。这是一支值得押注的球队。”

分析师指出:

1.所有量子位都很脆弱,易受与环境的相互作用引起的误差的影响。纠错是包括 Atom Computin在内几乎所有量子公司都认真研究的课题。在开发出大规模纠错方法之前,不可能建造大规模量子计算机。我预计2022 年将取得重大进展。

2.除了增加量子比特的数量和致力于纠错之外,Atom 还将研究如何将量子比特的保真度提高到目前的99%到99.9%以上。

3.对于使用中性原子的各种应用,人民已经进行了大约30年的研究。直到最近,该技术才成为一种有望用于构建大规模量子计算机的技术。朝着船舰容错量子计算机的最终目标,我们拥有的途径越多越好、。

4.通过对其他如俘获离子和超导的量子位技术的研究,这是可能的,并且可能有助于 Atom 扩展其中性原子量子平台,使其超越其自然优势。

5.对于所有量子计算机来说,扩展到数千个逻辑量子位还需要很多年。

作者:余予   来源:C114通信网

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本评论 更新于:2021-11-27 17:11:18
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