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纳米科学|博客
Seeqc数字量子计算- Q&A

发现如何在经典和量子计算之间的一致将有助于塑造科学发现的未来更少的线路和更高的量子位计数。

马修·哈钦斯博士,联合创始人Seeqc本月早些时候,我们采访了牛津仪器纳狗万正网地址米科学公司的工程总监Matt Martin,讨论了Seeqc的任务、经典计算和量子计算之间的重要关系、该领域的短期和长期目标以及我们可以期待的未来。


“我们正在使用经典计算的能力来备份量子计算的能力,创建一个由强大的经典计算机和强大的量子计算机合作的混合系统。”

你能告诉我们更多关于Seeqc的信息吗?

Seeqc由Hypres衍生而来,Hypres是商业超导系统的世界领导者,并因使用快速单磁通量子(RSFQ)逻辑将世界上第一个超高速数字超导技术商业化而闻名。我们是全球唯一的多层商用超导体芯片代工厂之一,投资超过1亿美元,拥有26名员工和大量的专利组合,提供完整的超导体计算系统。

在Seeqc,我们将量子计算视为一个全球机遇,并最终与各种全球合作伙伴和政府机构合作。我们的总部位于美国,在英国和欧盟拥有重要的研发业务,并与世界各地的学术团体进行合作。我们团队大约有四分之一的成员在英国,与牛津纳米仪器科学公司(Oxford Instruments NanoScience)等组织合作进行令人兴奋的项目。狗万正网地址

我们目前面临的问题有哪些是QC可以解决的?

我们所面临的当前问题的一个例子就是药物发现和药物建模。这两者都变得越来越困难,我们越来越依赖实验室测试来建立和确保发现正常运转。例如,在一台经典计算机上复制青霉素分子需要10的86次方位的计算,这是一个很大的数字。但是,你可以通过复制10的86次方系统来创造286个完美的量子位,因此,你可以重新创造一个青霉素分子。

然而,构建完美的量子位元并控制它们是极具挑战性的,这就是为什么围绕它进行了研究。我们知道,我们可以制造出“有噪声的量子位”,然后用更大的系统来编码完美的逻辑量子位,因此,人们发现,一旦你有足够多的噪声量子位,你就可以编码逻辑的或更完美的量子位。

近期的工作是什么?

我们正在使用经典计算的能力来备份量子计算的能力,创建一个由一个强大的经典计算机和一个强大的量子计算机组成的混合系统。如果你能很好地将这两项发明结合起来,你就能想出巧妙的方法来绘制算法,在量子计算中完成计算困难的部分,同时在经典计算机上完成其余的应用程序。

有了这种聪明的算法思维,我们可以针对化学、材料科学、机器学习和金融等领域的一些令人兴奋的应用,并在算法领域做一些真正有影响力的工作万博电脑网页版登录。回到药物发现,药物本身是更大的分子,这意味着它们可能需要更大的计算机来模拟。然而,这些算法技术的巨大进步,通过更好地将量子计算机嵌入经典计算中,我们可以获得更多的能量,这可以让我们把这些令人兴奋的应用带到更近的未来。万博电脑网页版登录

这个领域的历史是怎样的?

在这个算法空间里有大量的工作要做。早在20世纪40年代,室内规模的经典计算机必须由人亲自连接和断开开关来操作。这是一堆电缆和操作员保护和控制微妙的计算位的责任。如今由谷歌开发的最先进的量子计算机也有类似的设计,需要大量的布线和复杂的控制。仙童公司发明了一种叫做集成电路的东西,然后英特尔公司,才真正推动了这项技术的发展。

BM有一个奇妙的路线图,可以扩展这种类型的量子计算机,在一个大的沟渠里建造一个量子计算冰箱。然而,这不仅是一项具有物理挑战性的工作,而且是一种更强力的扩展方法,事实上,最好是弄清楚如何使系统本身具有更大的可伸缩性。第二种方法是将不同的冰箱和不同的计算机连接起来。这个想法来自Andreas Wallraff的团队,用超导的方式将两个量子计算芯片在5米的距离上连接起来。然而,他们真正在做的是采用这个概念,使它更大,更复杂,在我们看来,这不是实现商业可扩展量子计算机的答案。

Seeqc在这个领域做什么?

我们知道,传统的计算机并不是通过放大来实现商业化的,这也是我们重新思考集成电路技术的原因。我们现在已经有了第三代超导控制器模块,它可以数字化地完成所有量子位的控制和读出,并将其浓缩和集成到芯片上。然后,我们将它与量子位相结合,使用一项专利技术,保持量子位的性能,这样做,我们已经创造了我们认为是量子计算时代的集成电路。

我们的数字控制器允许我们降低系统的复杂性,包括插入该芯片的电线和系统的数量(下面还有更多)。这是因为数字技术使我们能够比模拟系统更好地实现多路复用。模拟系统天生就难以从环境噪声中稳定下来,因此,通过在量子位上有一个数字接口,我们可以大量减少环境和使用的错误率,从而创建一个更具可制造性和成本效益的系统。

未来更大的前景是什么?

我们需要制造一个可制造的量子计算系统。超导量子计算机以千兆赫的速度运行。为了让我们的经典逻辑跟上量子逻辑,它需要运行很多得更快。兆赫的速度,传统计算机架构在冷却到量子位的极端温度下运行的速度,并不能达到这个速度,这就是为什么我们建造超导技术以10ghz的速度运行,这样他们就能保持这个速度。

回到早期经典计算时代的规模问题,当时贝尔实验室的负责人创造了“数字专制”这个词。这意味着每增加一个比特,就必须增加一根导线。如今的量子计算机也有类似的布线开销问题,但Seeqc的集成芯片可以让你在每个量子位上增加更少的布线。我们可以用牛津纳米仪器科学公司现在用的低温支持技术,来建造一个一百万个量子位处理器,这更多的是一个狗万正网地址技术创新的问题。

我们希望获得更快的速度、更低的延迟和更低的功耗,这也意味着一个更具可制造性和成本效益的系统。客户不会在他们自己的量子计算机上花费数亿美元,所以我们需要让每个人都能使用的量子计算系统。


访问他们的网站:https://seeqc.com/

马修·钦斯

马修·钦斯博士