IBM對戰(zhàn)霍尼韋爾，量子計(jì)算領(lǐng)域的競爭逐漸白熱化

前言：

目前量子計(jì)算主要分為固態(tài)器件和光學(xué)路線兩大類路線，谷歌、IBM、英特爾走固態(tài)器件路線派，霍尼韋爾的離子阱走的技術(shù)路線是光學(xué)器件。近半年來，IBM與霍尼韋爾的最新進(jìn)展將直接對飚，量子計(jì)算領(lǐng)域的競爭逐漸白熱化。

新領(lǐng)域帶動的量子計(jì)算優(yōu)勢盡顯

在人工智能、智慧交通、金融、生物醫(yī)藥、航空航天等領(lǐng)域，量子計(jì)算機(jī)都展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用空間。盡管很多應(yīng)用還處于研究階段，但量子計(jì)算機(jī)的兩大優(yōu)勢已經(jīng)顯現(xiàn)。

①量子計(jì)算機(jī)對海量數(shù)據(jù)并行運(yùn)算能力的指數(shù)級提升，可以顯著提升數(shù)據(jù)搜索、處理、分析的能力；

②量子計(jì)算機(jī)可以在電子、原子等微觀粒子上編譯，它可以自然地模擬自然界原子、分子演進(jìn)的過程，可以用來研究新材料、發(fā)現(xiàn)新藥物。量子計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用方向是替代現(xiàn)在的超級計(jì)算機(jī)。

目前美國科技公司擁有量子計(jì)算機(jī)的數(shù)量：

IBM有量子計(jì)算機(jī)18臺；

谷歌有量子計(jì)算機(jī)5臺；

霍尼韋爾的離子阱量子計(jì)算機(jī)有6臺。

從國內(nèi)媒體披露的信息來看，國內(nèi)的華為、阿里和騰訊等主流科技公司，也都已經(jīng)進(jìn)入“量子計(jì)算機(jī)”賽道，但目前暫無已經(jīng)生產(chǎn)出可商用的量子計(jì)算機(jī)并投入到云計(jì)算的應(yīng)用。

口罩大廠直接對標(biāo)量子計(jì)算頭牌

·隱藏十年的終極目標(biāo)：霍尼韋爾是世界著名的面膜制造商，在流行期間，霍尼韋爾一直在努力生產(chǎn)口罩，因此大多數(shù)人的印象是霍尼韋爾只是一個(gè)面具制造商。

然而霍尼韋爾實(shí)際上是一家高科技公司，除了口罩，該公司的產(chǎn)品還涉及航空航天，汽車等高科技制造領(lǐng)域。

在過去十年中，霍尼韋爾一直致力于實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的目標(biāo)，當(dāng)時(shí)該公司開始開發(fā)生產(chǎn)低溫和激光工具的技術(shù)。

·兩年時(shí)間正是進(jìn)軍：霍尼韋爾于2018年年底宣布進(jìn)軍量子計(jì)算領(lǐng)域，并于2019年年底與微軟達(dá)成合作，通過微軟的Azure量子服務(wù)，為霍尼韋爾量子計(jì)算機(jī)提供云接入服務(wù)。

在宣布“在未來三個(gè)月內(nèi)，將推出世界上最強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)”的同時(shí)，霍尼韋爾宣布對兩家量子計(jì)算軟件初創(chuàng)企業(yè)劍橋量子計(jì)算公司（CQC）和Zapata Computing公司進(jìn)行戰(zhàn)略投資，并將與摩根大通共同開發(fā)量子算法。

霍尼韋爾長期以來一直在建造一種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，為世界上許多最大的工業(yè)場所提供動力。

正是具備這樣的經(jīng)驗(yàn)，使得它現(xiàn)在能夠建立一個(gè)先進(jìn)的離子陷阱，這也是霍尼韋爾在量子計(jì)算領(lǐng)域努力的核心。

他們已經(jīng)在論文中證明了他們的量子電荷耦合器件（QCCD）架構(gòu)，這是一項(xiàng)重大技術(shù)突破。

2019年霍尼韋爾宣布和微軟合作，通過微軟的Azure量子服務(wù)，為霍尼韋爾量子計(jì)算機(jī)提供云接入服務(wù)。這是云計(jì)算和量子計(jì)算機(jī)的合作。

·離子阱量子計(jì)算的飛躍式發(fā)展：霍尼韋爾之所以能在離子阱量子計(jì)算方面實(shí)現(xiàn)飛躍，部分原因是其在2015年突破了一項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)，能夠使用激光捕獲處于疊加狀態(tài)的帶電粒子。

基于該技術(shù)的量子計(jì)算機(jī)使用離子作為量子位來實(shí)現(xiàn)基本操作和邏輯單元。所謂的“離子阱”是指使用電磁場捕獲和捕獲離子的系統(tǒng)。

利用霍尼韋爾的內(nèi)部云服務(wù)和獨(dú)特的算法，可以通過FPGA實(shí)現(xiàn)特定的量子電路。

從可執(zhí)行任務(wù)的角度來看，它可以暫停量子計(jì)算，讀取量子位的狀態(tài)，然后根據(jù)結(jié)果選擇其他路徑重新開始計(jì)算。

離子阱放置在真空區(qū)，當(dāng)激光受到輻射時(shí)，離子受到撞擊，量子發(fā)生反應(yīng)。目前摩根大通已經(jīng)使用了霍尼韋爾的量子計(jì)算機(jī)，并給予了高度評價(jià)。

該量子計(jì)算機(jī)可用于金融領(lǐng)域進(jìn)行欺詐測試，改進(jìn)安全性交易，并將人工智能和金融策略有機(jī)結(jié)合。

霍尼韋爾的離子阱是利用電荷與電磁場間的交互作用力牽制帶電粒子的運(yùn)動，將受限離子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)兩個(gè)能級作為量子比特。

·未來提升速度明顯：就目前看來，雖然仍有爭議，但霍尼韋爾此次所推出的設(shè)備或確實(shí)能被稱作是目前業(yè)內(nèi)能力最強(qiáng)的“通用型”量子計(jì)算機(jī)。

對未來的進(jìn)展，霍尼韋爾也是雄心勃勃，預(yù)計(jì)其所研發(fā)的量子計(jì)算設(shè)備將在未來 5年內(nèi)，每年都能將量子體積提升10倍，并正將量子計(jì)算從理論帶入現(xiàn)實(shí)，逐漸將量子計(jì)算真正用于解決實(shí)際問題。

根據(jù)IBM標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算量子體積，這種增長指數(shù)有其自身的增長規(guī)律，霍尼韋爾公司的量子計(jì)算機(jī)容量未來將繼續(xù)增長。

霍尼韋爾的目標(biāo)是將其量子體積每年增加10倍，到2025年達(dá)到驚人的640000倍。

IBM隨后又稱達(dá)到新的里程碑

·老牌廠的底蘊(yùn)：誕生于 2016年的IBM Q Experience 目前由 15 個(gè)公用的量子計(jì)算機(jī)組成，規(guī)模從5到53個(gè)量子位不等。

在2019年IBM的量子數(shù)量達(dá)到了32個(gè)，今年達(dá)到了64個(gè)，這是其計(jì)劃將每年量子數(shù)量翻倍的第二年。

每月大約有1．2萬人使用這些設(shè)備，用戶群體包含研究人員與學(xué)生，同時(shí)小型設(shè)備的使用是免費(fèi)的。IBM 表示，現(xiàn)在付費(fèi)使用規(guī)模更大的設(shè)備的客戶已經(jīng)超過了 100 個(gè)。

·對新秀的雙倍反擊：近日，IBM宣布達(dá)到了量子計(jì)算新的里程碑，目前最高的64量子體積。與去年相比，其量子計(jì)算機(jī)的性能又提高了一倍。

就在幾個(gè)月前，霍尼韋爾宣稱已經(jīng)研發(fā)出世界最強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)，其最新量子計(jì)算機(jī)的量子體積得分達(dá)到64，是IBM和谷歌競爭對手的兩倍。

IBM近日宣布大型量子計(jì)算機(jī)開發(fā)工作取得新的里程碑進(jìn)展，27量子位Falcon芯片的量子數(shù)量增加了一倍。

量子數(shù)量是衡量量子計(jì)算機(jī)性能的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)alcon芯片的量子數(shù)量為64，是IBM上一代系統(tǒng)的2倍。

·目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)連續(xù)三年增長：IBM設(shè)定的目標(biāo)是至少將硬件平臺的量子數(shù)量增加一倍，并在2018年和2019年成功實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。再加上這次的公告，IBM現(xiàn)在可以聲稱自己已經(jīng)連續(xù)第三年保持這種增長勢頭了。

結(jié)尾：

即使IBM、谷歌、霍尼韋爾等廠商近年來取得了量子技術(shù)上的進(jìn)步，但大規(guī)模量子計(jì)算要變成現(xiàn)實(shí)，還有很長的一段路要走。
責(zé)編AJX