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全球首台1000+比特量子计算机，问世！
光子盒研究院
10月24日，AtomComputing表示，它已经在其量子计算平台中创建了一个1225个站点的原子阵列，目前填充了1180个量子比特。
2022年1月，Atom Computing公司获得了6000万美元的B轮融资。公司获得这笔资金的既定目标是建造一台更大的第二代光阱中性原子量子计算机。今天，Atom Computing 宣布将于2024年推出的第二代中性原子量子计算机，从而实现了这一目标。
Atom Computing创造了首台超过1000量子比特的量子计算机，这将显著提高机器的精确度。世界上第一台超过1000量子比特的量子计算机比之前的纪录保持者——IBM的Osprey计算机（拥有433量子比特）多出一倍多。虽然拥有更多的量子比特并不一定意味着性能更强，但与今天“充满噪音”的研究机器不同，未来的无差错量子计算机需要大量的量子比特才能发挥作用。
现存最大的量子计算机，如IBM和谷歌的量子计算机，使用冷却到极低温度的超导线缆作为量子比特；但总部位于加利福尼亚州的新创公司原子计算公司(Atom Computing)的破纪录机器拥有1180个量子比特，它使用的是被激光捕获在二维网格中的中性原子——新的量子计算机使用镱-171原子来创建其量子比特。
最初，Atom Computing的100量子比特“凤凰号”(Phoenix)机器是建立在锶-87 原子的量子比特平台上的；改用镱-171的主要原因是，镱-171的核自旋为1/2，而锶-87同位素的核自旋为9/2，后者的自旋更为复杂。通俗地说，这意味着镱的最低态只有两个量子水平；与锶的复杂结构相比，只有两个量子水平使得镱的状态更容易操作和测量。
事实上，最近的一项研究认为，镱-171可能是所有量子比特材料中最好的一种。
Atom Computing公司首席执行官罗布·海斯(Rob Hays)表示，这种设计的另一个优势是很容易扩大系统规模，在网格中增加更多的量子比特。“你需要恰到好处的激光功率来固定原子、同时还能操纵它们的状态，并保持良好的保真度。同时做到这三点，并且做得恰到好处，这才是真正的挑战。”
量子比特的数量决定了计算机的功率及其所能处理的算法复杂性。然而，扩展是困难的，因为中性原子量子比特和所有量子比特一样，会因为各种因素（如不需要的激光或磁场）而失去量子态。即使增加量子比特的数量也会增加这些问题。
海斯补充说，开发团队在研究当前机器的同时，还解决了一个未来的能源问题。他说，科学家们实现了足够高的能效，从而提供了足够的功率和精确控制，使系统的规模超出了新机器的需要。
Atom Computing预计将在发布日期临近时公布新机器的具体技术细节。
事实上，这个消息对整个量子产业来说都非常重要，因为Atom Computing将成为第一家发布拥有一千多个量子比特的通用门式量子计算机的公司。考虑到该公司是一家相对较新的初创公司，这一消息就显得更为重要。
——超过1000个量子比特的里程碑使Atom Computing成为构建容错系统竞赛中的有力竞争者。
Atom Computing 公司由科罗拉多大学物理学博士本杰明·布鲁姆(Benjamin Bloom)和加州大学伯克利分校化学工程博士乔纳森·金(Jonathan King)于五年前创立。在获得500万美元的种子基金后，布卢姆和金建立了世界上第一台由光学捕获的中性原子制成的核自旋量子比特量子计算机。原子计算机公司的第一台原型机就是“凤凰”(Phoenix)，使用10x10的锶-87原子阵列来创建100个量子比特。
“凤凰”机器是在Atom Computing位于伯克利的总部开发的。自诞生以来，Atom Computing公司的科学家们一直利用“凤凰”来提高中性原子硬件和软件的能力，其中大部分已用于该公司的最新一代计算机。
Atom Computing的下一代1225量子比特计算机是在其位于科罗拉多州博尔德的最新商业运营设施中开发的。
今年早些时候，Atom Computing被美国国防部高级研究计划局(DARPA)选中参与一项特别计划，该计划旨在寻找扩大量子比特规模的新方法，并开发容错所需的更广泛的量子纠错算法。除资金外，DARPA合作伙伴关系还为Atom Computing提供了与来自国防部、学术界和国家实验室的专家接触的机会。
量子计算的长期目标是建立容错量子计算机。Atom Computing最初的100量子比特“凤凰”机器及其下一代1225量子比特平台是其构建基于门的容错机器路线图中的重要里程碑。到目前为止，该公司仍在继续实现每一代都将量子比特扩大一个数量级的目标。
量子科学界已经取得了巨大的技术进步。然而，在量子科学界建立起一台每秒能够运行五万亿次电路运算的容错量子计算机之前，仍有许多已知和未知的工程和物理问题有待解决。
Atom Computing已经解决了容错所需的许多技术难题：它保持着40秒相干时间的记录，可以运行更长、更复杂的算法；它也是第一家开发出中线测量的中性原子量子公司，这是许多量子操作（如纠错和条件逻辑操作）所需的重要功能；Atom Computing曾展示过在计算过程中测量特定量子比特量子态的能力，以及在不干扰其他量子比特的情况下检测某些类型错误的能力。
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海斯认为，“扩展到大量量子比特对于容错量子计算至关重要，这就是为什么它从一开始就是我们关注的焦点。我们正在与合作伙伴密切合作，探索可以利用这些更大规模系统的近期应用程序。”
虽然容错仍是一个遥远的目标，但一些研究信号和商业成果表明，量子技术已接近实用于现实世界的计算任务。根据Atom Computing下一代处理器的性能，1225量子比特应该能在实现这一目标的过程中产生一些非常有用、非常有趣的研究成果。
参考链接：[1]https://www.newscientist.com/article/2399246-record-breaking-quantum-computer-has-more-than-1000-qubits/[2]https://www.forbes.com/sites/moorinsights/2023/10/24/atom-computing-announces-record-breaking-1225-qubit-quantum-computer/?sh=7d7f0cb4491a[3]https://insidehpc.com/2023/10/quantum-atom-computing-says-its-first-to-exceed-1000-qubits/[4]https://siliconangle.com/2023/10/24/quantum-computing-startup-atom-computing-launch-industrys-first-1000-qubit-system/
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