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美国、日本、中国的量子计算机进展如何?模拟电路布线规则

发布时间:2024-07-06浏览:0

量子计算机遵循量子力学规律处理量子信息,具有远超传统计算机的数学和逻辑计算能力,可以为科学研究提供巨大的算力支持。

目前,量子计算机尚处于实验室研发阶段,通用量子计算机的研究还面临消除量子噪声、减少数据丢失、纠错等问题。但全球对量子计算的关注度日益提升,量子计算技术的科学研究也在不断取得突破。

1.IBM推出全球首款量子计算一体机

2019年1月,美国IBM推出了全球首台一体化量子计算机IBM Q System One。

该一体机包含了启动量子计算实验所需的所有设备,如量子计算硬件冷却设备等,这是通用近似超导量子计算机首次在实验室外实现商业化应用。

不过也有业内人士认为,该机器并非一般意义上的商用量子计算机,计算能力远不及手机,将主要用于研究和教育等用途。

2. 日本理化学研究所提出混合量子比特架构,解决量子计算关键障碍

2019年1月,日本理化学研究所牵头的国际研究团队设计了一种量子计算的全新架构,通过结合两种不同类型的量子比特,构建出可快速初始化、高精度读取的量子计算装置。研究人员将单自旋量子比特与单态三重态自旋量子比特与量子门相结合,可使纠缠的量子自旋态长时间保持相干性,为量子计算机的可扩展性研究提供了重要参考。

3. IBM 开发出新方法提高量子计算准确率

2019年3月,美国IBM公司开发出一种名为“零噪声外推”的方法,可以降低量子计算机产生的噪声,提高量子计算的准确性。

模拟电路布线规则_电路模拟器使用_线路模拟器

量子计算机运行过程中的噪声会影响计算结果,造成计算错误,因此降低噪声和误差是提高量子计算机实用化的关键。

采用“零噪声外推法”,科研人员无需改进硬件设备,通过在不同噪声水平下进行重复计算,预估不受噪声干扰的量子计算机的计算结果,从而提高计算结果的准确性。

4. 英法联合研究小组证实可利用硅基电子元件构建量子计算机

2019年9月,剑桥大学、伦敦大学学院和法国电子与信息技术研究所的联合团队证实,可以使用传统的硅基电子元件构建量子计算机。

目前,量子计算机的研发尚处于起步阶段,最先进的原型机还处于实验室阶段,距离量产还有很长的路要走。联合团队的研究人员开发出了一种可以在接近绝对零度的状态下工作的电路,并使用商用晶体管代替量子比特和量子桥,在硅基电子元件上模拟量子计算。这项研究或将为量子计算机的量产铺平道路。

5. IBM 发布一系列新工具,简化量子计算的访问

2019年9月,IBM发布了一系列新工具,简化了对量子计算的访问。借助IBM最先进的系统和软件,研究人员可以通过互联网访问IBM量子计算服务器并进行测试。

同时,教育工作者还可以利用IBM开发的工具,在课堂上动态演示硬件上的量子计算概念。此外,IBM还公开发布了与量子计算相关的教材和视频教程,帮助研究人员了解和使用其最新的量子计算成果。

6. 谷歌在《自然》杂志上发表最新量子计算机成果

2019年10月,谷歌在《自然》杂志上发表了一篇关于量子计算机最新成果的文章。谷歌研究人员开发出一款新型54位量子处理器Sycamore,在其上构建的量子计算机可以在200秒内完成特定的计算任务,而目前最先进的超级计算机则需要1万年才能完成该任务。这一研究成果首次证明量子计算机拥有远超传统计算机的性能,这是计算机领域的一个里程碑,但量子计算机从实验室到实际应用还有很长的路要走。

7. 中国量子计算研究团队突破量子计算模拟算法

2019年11月,由国防科技大学、解放军信息工程大学等高校和科研机构组成的量子计算研究团队,提出了一种依赖量子纠缠的量子计算模拟算法,并利用该算法研制出通用的量子电路模拟器,用于模拟随机量子电路采样问题。研究人员在天河二号超级计算机上对49、64、81、100等不同量子比特数、不同量子电路深度的问题实例进行了测试。结果表明,该算法的计算性能达到国际领先水平。研究人员表示,该量子电路模拟器可用于评估量子计算机的性能,将推动量子计算的进一步发展。

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