量子计算的硬件技术实例有哪些?

最佳答案 匿名用户编辑于2022/11/26 11:41

以下我对量子计算的硬件技术实例的梳理。

超导体:这些系统相对容易制造,但也报告说相干时间短,需要特别低的温度。这种超导方法在过去十年 中一直很受欢迎,并得到了像IBM、谷歌和亚马逊网络服务(22-25)等公司的极大兴趣。

 被困离子:在这些系统中,量子比特被保存在电场内的离子中,并由激光器控制。虽然量子比特操作所 需的微开尔文温度是通过激光冷却完成的,这可以在室温下完成,但操作许多量子比特仍然需要系统的 低温冷却。捕获的离子导致比超导体更少的缺陷,进而具有更高的量子比特寿命和栅极保真度,但在加 速栅极操作时间和扩展超过单个捕获器方面仍然存在挑战。该硬件的行业领导者包括霍尼韦尔和IonQ( 22,24,26,27)。

光子学:这些光子系统包括在硅芯片和光纤网络的电路中对光子的量子态进行编码。这些光子量子比特更容 易 纠正错误,因为量子比特是抗干扰的,但克服光子损失仍然是一个挑战。它们可以在室温下运行,但目前单 光子检测需要低温冷却。行业领先的光子公司包括Xanadu和PsiQuantum(22,28,29)。

 量子点:在这些量子系统中,量子比特是由固定在固体基质中的核或电子的自旋产生的。量子点的方法 可以利用硅芯片的制造,也可以使量子比特的寿命更长,但量子点也容易受到低门限保真度的干扰。 研究量子点的领先公司包括英特尔和SQC(22,24,30)。

冷原子:这些量子系统类似于离子阱,但在冷原子系统中,量子比特来自于中性原子阵列(而离子阱使用离 子),用光来捕获量子比特,用激光来控制它们。建议冷原子量子技术的优势包括从光纤的水平扩展和潜在 的量子计算机内存方案的创建(如量子随机存取存储器(qRAM))。然而,在操作时间和门的保真度方面 仍然存在着缺点。使用冷原子量子技术的领先公司包括ColdQuanta和Pasqal(22,31,32)。