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初创公司Rigetti Computing着手设计量子计算芯片

2016年02月17日 作者: 暂无评论 1,258+ 0

初创公司Rigetti Computing正着手设计量子计算芯片,力图为化学和机器学习带来革命性突破。

初创公司Rigetti Computing位于伯克利的办公室摆放了三台冰箱------但是只有一台是储存食物用的。另外两台冰箱利用液氮来冷却用于实验的计算芯片,计算芯片中有一小部分在绝对零度以上才能运行。成立两年来,Rigetti Computing试图开发量子计算硬件,借助量子力学彻底颠覆传统计算机。

该公司的目标是在2017年底制造出原型芯片,原型芯片比其他公司开发的基于完全可编程的量子计算机要复杂的多。下一代芯片应该能够加速某些机器学习过程,并且能够运行高精度的化学模拟,而这很可能会开启全新的工业生产流程,Rigetti Computing公司的创始人兼CEO查得·瑞格提(Chad Rigetti)说。

“我们正在研究的芯片能够解决深层次的问题,”他说。瑞格提引用了哈伯博斯制氨法(Haber-Bosch Process)来举例,哈伯博斯制氨法一直被用来制造肥料生产中所需的氨。据估计,这种方法消耗了地球能量的2%。为该反应找到更高效的催化剂是非常有价值的。

瑞格提的目标是最终建立一种量子云计算服务,客户付款后,即可在该公司的超导芯片对相关问题进行计算。该公司还致力于为客户开发能够简化量子硬件编码的软件。

要实现这一目标,瑞格提需要在科学与工程方面取得飞跃式进展。迄今为止,政府、高等院校和公司实验室这在方面还都未有突破。尽管物理学家提出了量子计算机的开发方法,以及它们将带来的种种好处,但量子计算机的开发仍然是一件十分棘手事。

Rigetti Computing chip

由Rigetti Computing公司制造的有三个单位量子比特的量子计算芯片,代表了使用量子态的数位

该量子计算芯片包含一种名为量子比特的连接设备,这代表采用精确的量子力学态的数据数位。它们可以像常规电脑一样使用0或1进行编码------也可以同时有效进入两种编码状态。当量子比特处于“叠加”交互状态,它们可以采用常规计算机无法实现的快捷计算。

物理学家通过多种不同方式制造量子比特。但即使是学术机构和政府的研究人员联合攻关,也仅得到少量的量子比特。一家名为D-Wave的加拿大初创公司已经向包括洛克希德?马丁(Lockheed Martin)和谷歌在内的客户销售一种有一千余单位量子比特的芯片,但该项技术是否能够体现量子计算机的优点尚未得到证实。

量子比特很难成组运行,因为用于代表数据的量子态极其精确,且设备间会相互干扰。瑞格提说他的公司已经开发出一种可规模化的稳定量子比特设计,并且可以使用常规芯片制造技术制造出来。

他们目前正在测试一种在硅片上使用铝电路制造的三单位量子比特芯片,来年的设计将扩至40单位量子比特。瑞哥特说这是极有可能的实现的,因为他的公司所开发的软件减少了最终设计中的原型数量。当其运用于化学模拟和机器学习时,100或100以上单位的量子比特将会提高普通电脑的性能。

量子计算领域的其它研究人员也坚信,量子比特技术已经可以整合大量的组件。谷歌量子计算实验室和瑞格提一样使用超导量子比特,其负责人预言在未来几年,他们将能够开发出100单位的可靠的量子比特芯片。IBM、麻省理工学院林肯实验室(MIT Lincoln Lab),以及其它组织均开发出了高质量的超导量子比特。瑞格提此前就曾任职于IBM量子计算研究小组。

南加州大学量子信息科技中心(Center for Quantum Information Science and Technology)主任丹尼尔·里达尔(Daniel Lidar)说:“这是一个激动人心的时代,量子比特的发展并不是循序渐进的,我们确实开始看到多个致力于开发超导量子比特的组织或公司向前迈出了一大步。但是,在实用的、大规模的量子芯片被制造出来之前仍然有很长的路要走,开发量子芯片需要巨大的投入。”

谷歌在线广告业务所带来的利润能够为其量子计算实验室带来巨大的资金和免费资源。D-Wave作为唯一一家能够提供大规模超导量子芯片的公司,雇佣了100余名员工,从众多投资者那里募集到逾1.2亿美元的资金,其中就包括亚马逊的创始人杰夫·贝索斯(Jeff Bezo)和美国中央情报局。

瑞格提的公司到目前为止,已募集到5百万美元的资金,雇佣了15位员工。他声称目前对该领域的初创公司有严格的限制,这为他们提供了较宽松的创业环境,公司将根据未来发展需要来筹集更多的资金,雇佣更多的员工。

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weixin

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