全球量子科技与工业快讯第四十五期

来源：ORNL Quantum Computing Institute ｜ 转译编写：求是量子

IBM发布第一个拥有100个量子比特的量子计算机

IBM最新的量子计算芯片，在11月15日发布，这建立了一个里程碑，其封装了127个量子比特(qubit)，这使得它成为第一个比特达到3位数的此类设备。但这一成就只是整个行业数十亿美元投资推动的激进过程中的一步。IBM的“Eagle”芯片朝着明年开发433量子比特处理器的目标迈出了一步，并且预计能够在2023年开发出1121量子比特的“ Condor”处理器，这些目标呼应了电子行业几十年来为微型化硅芯片设定的目标。

研究人员在金刚石中创建动态对称性以改进量子比特

近日，麻省理工学院的研究人员开发了一种新的方法来控制和测量钻石晶体中的能量水平，而这可以改进量子计算机中的量子比特。确切地说，研究人员可以在量子系统中观察到哈密顿量(定义系统的能量水平)的动态对称性，即系统能级的谐波，而这也决定了在一个状态和另一个状态之间可以发生哪些转变。他们的工作的新奇之处在于引入了一种工具，可以用来描述任何量子信息平台，而不仅仅是钻石中的氮空位中心，而且是普遍适用的。并且他们的技术比以前的方法更简单，那些方法需要持续的激光脉冲来驱动和测量系统的周期性运动。甚至这些测量动力学对称性的工具，可以用来对量子比特做一个完整的检查，进而表面实验是正确调整的。最近该研究以题为Observation of Symmetry-Protected Selection Rules in Periodically Driven Quantum Systems发表在 Physical Review Letters上。

容错量子计算可行？

上个月，Monroe和他的团队宣布，他们已经使用了一个名为Bacon-Shor的代码的错误保护版本，来演示一个完全容错的量子计算机所需的几乎所有工具。他们将一个逻辑量子比特编码到9个离子的量子态中，然后使用4个辅助量子比特，证明他们可以容错地执行量子计算所需的所有单量子比特操作。结果表明，一个容错量子计算机是可能的。不过，这个目标还很遥远。Monroe认为，只有当量子计算机达到大约100个逻辑量子比特时，才会看到纠错所带来的优势。这样的机器需要大约1300个物理量子比特，因为每个逻辑量子比特需要9个物理量子比特加上4个辅助量子比特。在这一点上，其团队下一步打算开始制造一个量子比特工厂，并把错误校正机制引入当中。

Northrop Grumman捐赠1250万美元用于量子研究和教育

Northrop Grumman公司是弗吉尼亚理工大学创新校区的第一个锚级合作伙伴，该公司捐赠了1250万美元，用于促进人才发展、教学和研究，支持量子科学和工程。该公司的捐款将帮助弗吉尼亚理工大学创新校区建立量子架构和软件开发中心。这些捐赠将用于以下用途：

• 招募一位国际公认的研究人员来领导新的量子架构和软件开发中心
• 提供5 - 10个研究生奖学金职位，招募具有全国竞争力的博士和硕士候选人
• 建立项目，将Northrop Grumman公司的专家与弗吉尼亚理工大学创新校区和布莱克斯堡校区的量子科学和工程学院联系起来
• 创建或加强途径项目，让K-12学生和弱势群体的学生参与进来，开辟新的人才渠道
• 通过计算机科学和计算机工程的顶尖课程或其他经验学习项目支持硕士学位学生

IQM的Q-Exa联盟将德国量子计算机集成到高性能计算超级计算机中

IQM量子计算机被选定为提供量子计算系统，并将其集成到高性能计算超级计算机中，为未来的科学研究创造加速器。目前Q-Exa联盟与来自量子物理学和计算机科学的专家，以及来自研究中心和行业的研究人员一起，通过研究采购将IQM提供的量子计算系统集成到HPC环境中。而这将是基于门的量子系统首次与高性能计算系统耦合，使高性能计算应用的量子加速成为现实。

这是因为结合超级计算机为量子计算提供现场解决方案的能力，对于欧洲尖端高科技解决方案的发展至关重要。Q-Exa项目的主要目标是建立这样的解决方案，从而加强德国在这方面的量子技术的应用。具体地IQM将与莱布尼茨超级计算中心、欧洲领先的高性能计算和量子系统提供商(Atos)以及德国量子计算应用领域的领先创新者(HQS)在该项目上展开合作。

封面图片来源： IBM