量子计算新突破!微软成功开发具有前瞻性的量子计算机硬件系统

1981 年,著名物理学家费曼观察到基于图灵模型的普通计算机在模拟量子力学系统时遇到的诸多困难,进而提出了经典计算机模拟量子系统的设想。当量子物理与计算机器狭路相逢,1985年,通用量子计算机应运而生。

自此,量子力学进入了快速转化为真正的社会技术的进程,人类在量子计算应用发展的道路上行进的速度也越来越快。

2019年,谷歌率先宣布实现“量子霸权”(“量子优越性”),一把把量子计算推入公众视野,激起量子计算领域的千层浪。2020年,中国团队宣布量子计算机“九章”问世,挑战谷歌“量子霸权”实现算力全球领先。

“九章”作为一台76个光子100个模式的量子计算机,其处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。史上第一次,一台利用光子构建的量子计算机的表现超越了运算速度最快的经典超级计算机。

同时,“九章”也等效地比谷歌去年发布的53个超导比特量子计算机原型机“悬铃木”快一百亿倍。这一突破使我国成为全球第二个实现“量子霸权”的国家,并将量子计算研究推进下一个里程碑。

现在,通过和悉尼大学的研究团队紧密合作,微软已经成功开发出了具有前瞻性的量子计算机硬件系统。这个团队开发了一个低温量子控制平台,使用专门的 CMOS 电路来接受数字输入,并产生许多并行的 qubit 控制信号。

为这个控制平台提供动力的芯片被称为 Gooseberry。这个团队还首创了通用的低温计算核心。这个核心可以完成确定发送给 Gooseberry 的指令所需的经典计算,而Gooseberry 则将电压脉冲馈送给 qubits。

研究人员认为,Gooseberry 和低温计算核心都代表了量子计算的一大进步,而这些概念同时得到其他科学家的同行评议和验证。但在实现有意义的量子计算机之前,研究人员还需要更多的飞跃。

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