离子阱量子计算再迎新高！提前一年，IonQ冲破#AQ 35技术壁垒
光子盒研究院
今天，量子计算行业领军企业IonQ宣布成功提前一年实现了35个算法量子比特（#AQ）的技术里程碑目标。
IonQ在推文中表示，#AQ35是公司2024年的技术目标，“我们很高兴提前一年完成了这一目标”。
IonQ的目标是构建量子计算机，并通过成功执行对客户至关重要的应用，为客户创造价值。
该公司的路线图基于在基于应用的基准上实现不断提升的性能，该基准代表了商业算法方法中最有前途的方向。
因此，IonQ在最大的量子行业联盟QED-C的基础上，推出了一个名为Algorithmic Qubits（#AQ）的基准。
系统提供的#AQ越高，量子计算机就能为合作伙伴和客户创造更多商业价值。
这一重要的里程碑是在IonQ Forte上实现的，充分利用了IonQ量子计算机的独特优势：拥有高保真捕获离子量子比特和业界唯一的全对全连接架构。
#AQ指标源自量子经济发展联盟（QED-C）在一项独立的全行业研究中制定的算法基准协议。在该基准中，最复杂的电路决定了最终的#AQ分数，根据量子比特数和门数进行评估。
此次，IonQ Forte的#AQ达到了35，能够同时考虑超过340亿种不同的可能性。
在#AQ 35上，IonQ的系统将比以往任何时候都更有助于解决量子应用问题，例如在量子机器学习和量子化学领域的应用。
IonQ首席执行官兼总裁彼得·查普曼（Peter Chapman）表示：“提前一年实现2024年技术性能里程碑，进一步巩固了IonQ在开发世界上最强大、最精确的商用量子系统方面的技术领先地位。”
截至目前，包括QuantumBasel在内的国际组织已经购买了IonQ的#AQ35系统。
IonQ Forte采用了创新方法实现捕获离子量子计算。
在IonQ于2022年发布Forte时，其关键的差异化特征之一是软件可重构性。
这意味着工程师们可以在Forte中动态重新配置元素，而无需在其他架构中进行制造。
因此，Forte在设计之初就考虑到通过硬件和软件的组合升级来突破性能极限。
先是推出了#AQ 29，现在又推出了#AQ 35，IonQ将Forte定位为能够运行更宽电路的系统，同时保持高门保真度和全对全的量子比特连接。
在新宣布的#AQ 35中，有两个关键因素功不可没：增加的量子比特（硬件优化）和更高效的编译（应用优化）。
首先，量子比特数从30个增加到36个。由于对可配置AOD进行了优化，这些额外的量子比特的增加不会影响栅极保真度或连接性。
这是一个巨大的成功，因为原来30个量子比特的计算状态空间维度约为10亿，而36个量子比特的维度超过680亿。
——虽然这看起来可能不是很大，但它代表了潜在量子态数量增长64倍。
其次，IonQ设计并安装了新的检测光学器件，以精确成像和测量更长的量子比特链。
但硬件改进只是其中一部分：IonQ还提高了编译器的性能。
在#AQ 29成果中，IonQ受到了#AQ储存库中两个电路系列的深度限制：蒙特卡罗（MC）和振幅估计（AE）电路。
要通过#AQ 35，工程师们需要在7量子比特上通过MC和AE基准电路，在其Qiskit规范中，分别需要982和868个双量子比特门。
用于通过#AQ 29的编译器对这些电路进行了优化，将MC门减少了46%，AE门减少了32%。
最近，#AQ 35编译器通过应用新颖的编译策略，有效地搜索电路中重复的小量子比特块，将MC的双量子比特门数减少了97%，仅为26门；将AE的双量子比特门数减少了95%，仅为36门。
值得注意的是，即使经过大量编译器优化，工程师们仍然需要运行深度电路，特别是，AQ #35容量受限于35量子比特上的相位估计（243个双量子比特门）、35量子比特上的哈密顿模拟（306个双量子比特门）和26量子比特上的量子傅立叶变换（335个双量子比特门）。
现在，#AQ 35编译器在MC和AE电路上非常有效，客户可以利用这些性能提升，而无需付出额外的成本或开销。
同时，IonQ的目光将紧盯硬件路线图上的下一个目标：#AQ 64。
“我们相信 #AQ 64 将成为行业的一个转折点，在这个转折点上，足以创造商业价值的大型复杂电路能够在IonQ硬件上成功执行。”
参考链接：[1]https://ionq.com/posts/how-we-achieved-our-2024-performance-target-of-aq-35?utm_source=press+release&utm_medium=paid&utm_campaign=AQ+35[2]https://www.hpcwire.com/off-the-wire/ionq-surpasses-milestone-achieves-35-algorithmic-qubits-ahead-of-schedule/[3]https://quantumcomputingreport.com/ionq-increases-their-quantum-processor-performance-from-aq29-to-aq35/
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