光子盒：2020全球量子計算產業發展報告（113頁）.pdf

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1、第 1 頁 前 言前 言 量子計算是量子力學與計算機科學相結合的一種通過遵循量子力學規律、 調控量 子信息單元來進行計算的新型計算方式。 它以微觀粒子構成的量子比特為基本單 元，具有量子疊加、糾纏的特性。并且，通過量子態的受控演化，量子計算能夠 實現信息編碼和計算存儲， 具有經典計算技術無法比擬的巨大信息攜帶量和超強 并行計算處理能力。隨著量子比特位數的增加，其計算存儲能力還將呈指數級規 模拓展。這是目前量子信息技術（Quantum Information Technology）領域重點關 注的發展方向之一。 量子計算的概念最早由費曼提出，1985年英國物理學家David Deutsch進一步

2、發 展了費曼的構想，通過“量子線路”方法，將經典計算機中負責運算處理的邏輯門 擴展到了量子力學領域。90年代，Shor算法和Grover算法證明了量子計算擁有 經典計算無可比擬的速度。 從此以后，人們一直在尋找能夠運行Shor算法的量子硬件，目前主流的物理實 現方案包括超導、離子阱、半導體、光學、拓撲等，其中超導和離子阱發展最為 迅速。 超導路線方面，2020年Rigetti部署Aspen-8（31量子比特）量子處理器；IBM 實現了64量子體積，發布了65量子比特Hummingbird處理器；IBM和谷歌提 出了在2021年突破100量子比特的目標；本源量子發布了6比特超導量子計算 機悟源。

3、 離子阱路線方面，2020年霍尼韋爾發布了6量子比特H離子阱計算機，先后實 現了64和128量子體積，平均單量子比特門保真度為99.97%，雙量子比特門保 真度為99.54%； 美國杜克大學和馬里蘭大學設計出了全連接的32比特離子阱量 子計算機寄存器；IonQ宣布在32量子比特離子阱量子計算機上，實現預期超過 第 2 頁 400萬量子體積。 半導體路線方面，2020年英特爾與代爾夫特QuTech共同在Nature上發表論文， 證明了在高于1開氏度下能夠成功控制“高溫”量子比特； 澳大利亞硅量子計算公 司（SQC）刷新了有史以來的半導體量子比特的最低噪聲水平，通過將該研究成 果與在1微秒內讀出量子比特信息的能力相結合，實現了雙量子比特門保真度 99.99%；本源量子將在今年底上線半導體量子計算機悟本。 光學路線方面，2020年Xanadu發布全球首個光量子計算云平臺，開發者可以基 于云訪問X