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【文末掃碼關(guān)注微信公眾號“科工力量”，中國工業(yè)科技新聞的權(quán)威觀察家】

日前，谷歌宣布推出一款72個量子比特的通用量子計算機Bristlecone，超越了之前IBM最新曝光的50個量子比特量子原型機。在量子比特數(shù)目上達到全球第一。由于“量子”概念被媒體炒得火熱，量子計算機受到了媒體和資本的熱捧，國內(nèi)外諸多企業(yè)和科研機構(gòu)都紛紛宣布自己在量子計算方面取得的成績。

不過，這里所謂的“通用量子計算機”的稱呼，其實是具有較大水分的，國內(nèi)外科研單位和公司開發(fā)的量子計算機都僅僅是功能有限的專用機，而非標準量子計算機。雖然一些國內(nèi)外頻頻傳來量子計算機研制方面的好成績，而且谷歌也給Bristlecone冠以“通用量子計算機”的名頭，但要制造出性能超越如今經(jīng)典計算機，具備通用性的標準量子計算機，依舊是任重而道遠。

國內(nèi)外研發(fā)機構(gòu)紛紛發(fā)布各自取得的成績

近年來，關(guān)于量子計算機的各種新聞不絕于耳，中科大潘建偉院士團隊，美國IBM公司、Intel公司先后開發(fā)出了量子計算原型機。

在2018年2月，中國科學技術(shù)大學郭光燦院士團隊創(chuàng)新性地制備了半導體六量子點芯片，在國際上首次實現(xiàn)了半導體體系中的三量子比特邏輯門操控。與此同時，中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院與阿里云發(fā)布11比特的云接入超導量子計算服務。

不過，半導體量子芯片的路子不被國際主流看好，主要是擴展性方面存在一些短板，郭光燦院士團隊擴展系統(tǒng)的難度非常大。相比之下，低溫超導系統(tǒng)因其具備非常好的擴展性，被業(yè)內(nèi)廣泛看好。之前介紹的IBM、谷歌、英特爾和潘建偉院士團隊的方案都是基于低溫超導系統(tǒng)的方案。

IBM量子計算原型機

現(xiàn)有的量子計算機無法取代經(jīng)典計算機

也許有人會說，50個量子比特就可以實現(xiàn)量子制霸，英特爾和IBM都已經(jīng)達到量子制霸的門檻了，而谷歌都已經(jīng)做到72個量子比特了，那么，為何說現(xiàn)有的量子計算機無法取代經(jīng)典計算機？

原因就在于全球沒有任何一家機構(gòu)能實現(xiàn)一位邏輯比特的編碼，這是什么意思呢？

量子比特分為物理比特和邏輯比特。由于噪聲的客觀存在，以及物理比特的穩(wěn)定性存在一定瑕疵，因而只能通過對數(shù)個物理比特做冗余處理，最后生成了一個邏輯比特。一般來說，噪聲越小的系統(tǒng)就可以使用越少的物理比特編碼一個邏輯比特。相對于物理比特，邏輯比特有較好的容錯特性。

那么，到底要多少個物理比特才能通過編碼形成一個邏輯比特呢？

來自哈佛大學的量子物理學家阿蘭·阿斯普魯古茲克預計在現(xiàn)在的技術(shù)水平下大約需要上萬個實際量子比特才能做出一個邏輯比特。隨著技術(shù)進步，這一數(shù)字可能會降低到只需要幾千個甚至數(shù)百個。

德國柏林自由大學的學者埃斯特認為現(xiàn)在大約800個物理比特就能夠構(gòu)建一個邏輯比特。

因此，雖然IBM、谷歌、英特爾做出了49、50、72個物理比特的原型機，但如果想要做出邏輯比特，目前物理比特的數(shù)量還是不太夠用的。