1900年,著名物理学家开尔文在演讲中说,
“动力学理论断言,热和光都是运动的方式,现在这种理论的优美性和清晰性被两朵乌云遮蔽得黯然失色了。”
后来这“两朵乌云”,一个引出了相对论,一个催生了量子力学。一个多世纪过去了,尽管物理学家们尚未把云朵的秘密完全解开,但是人类已经初步学会利用它们了,量子计算便是探索和应用量子理论的一个重要领域。量子计算与经典计算完全不同。
传统的计算机可以理解由0或1构成的二进制指令,而量子比特可以同时是0和1,就像关在箱子里的“薛定谔的猫”。图 | 达摩院量子实验室稀释制冷机内部量子计算拥有超越传统计算的潜能。
比如,针对某个特定的量子问题,超级计算机需要超过1万年才能解出来,而采用量子计算可能只需要200秒就能得到答案。7月8日,阿里巴巴达摩院开拓新型量子比特平台的研究在全球物理学顶刊《Physical Review Letters》最新第129期上发表,并被选为“编辑推荐”文章。
该期刊评议认为,达摩院成果在新型比特fluxonium的单一系统中实现了与主流transmon量子比特可相匹敌的高精度,可视为该领域一里程碑。图 | 《Physical Review Letters》官网截图在量子计算的探索上,达摩院量子实验室选择了fluxonium新型量子比特,与业界多数采用的transmon比特在比特构造上有很大不同,fluxonium可获得更高操控精度的优势,在实际芯片制备中也更为复杂。图 | 达摩院新型量子比特fluxonium设计版图此次发表的达摩院成果,将两比特门操控精度大幅提升至99.72%,并在单一系统中鲁棒和高精度地实现了复位、读/写、单比特门等其他容错量子计算所需的基本操作。
这些结果显示fluxonium的理论优势可转化到产业实践,也是达摩院量子实验室在理论、设计、仿真、材料、制备和控制等多个课题上的一次成果集中展示。达摩院量子实验室负责人施尧耘说,“未来我们有望用更少的比特做同样复杂的计算,或者用同样多的比特,做别人无法做的计算。”
施尧耘介绍,达摩院量子实验室未来将深耕“以fluxonium为平台的可规模化高精度”,以差异化的创新路径,探索容错量子计算的核心技术。