哪些公司在研究量子计算?量子计算的未来发展趋势是什么?
关于量子计算技术
量子计算是指以纠缠量子态为信息载体,以量子态线性迭加并行计算信息的方案。量子计算对某些问题的处理能力将远远超过经典计算。
发展现状
目前,量子计算及相关问题的研究主要是基于以大学为代表的学术机构,以及一些国际大公司与大学研究所等合作机构。
接下来,让我们从当前量子计算发展现状的角度来了解哪些机构和单位参与了量子计算的研究和贡献。量子计算主要提出超导量子计算、量子点量子计算、拓扑量子计算计划取得进展,向人们展示量子计算时代即将到来的美好愿景。
1. 超导量子计算
超导量子计算是目前最有前途的量子计算方案之一。它不仅引起了学术界的高度关注,而且一些大型国际公司也开始大力支持相关研究。
最引人注目的是谷歌实力最强的超导量子计算研究团队—UCSB(加州大学圣塔芭拉分校) Martinis 课题组为了实现量子霸权,将其超导量子计算机开发计划纳入其中。谷歌还与哈佛大学、劳伦斯伯克利国家实验室、塔夫茨大学、伦敦大学与众多研究机构合作,希望在量子化学计算领域取得实质性突破。
半导体巨头Intel 公司,与荷兰Dicarlo研究组Delft大学合作, 将最先进的半导体技术与超导量子电路相结合,引人注目。
IBM公司和NIST(美国国家标准与技术研究院)合作,为研究人员推出了5个超导量子比特的“云量子计算”平台。
此外,还有日本NEC(日本电气有限公司)实验室、东京大学研究团队以及加拿大D-wave公司这些都在超导量子计算领域取得了一定的进展。
2. 量子点量子计算
这一领域的先驱研究团队主要包括Charless,原哈佛大学(现哥本哈根) Marcus、荷兰代尔夫特理工大学的Lievenen Vandersypen,日本东京大学/RIKENSeigo Tarucha等研究小组。
3. 拓扑量子计算
在这一领域,中国和美国、欧洲、日本等国家的顶尖研究机构进行了大量的理论和实验研究,并提出了各种可能的实现方案。这些方案包括分数量子霍尔系统、内部拓扑超导体、半导体和超导复合系统、量子旋转液体等。其中,原贝尔实验室和微软公司拓扑量子计算的研究一直在推进中,后者是专门为此建立的Statation-Q。
在我国,主要是以中国科技大学、中科院物理研究所、浙江大学、清华大学、南京大学、北京大学所代表的学术机构正在进行相关研究,并取得了一定的奠基性成果。
未来趋势
量子信息科学的核心目标是实现真正意义上的目标量子计算机实现绝对可靠、实用的绝对可靠长程量子通信。基于量子计算的信息处理技术的发展有望引发新的技术革命,为密码学、大数据和机器学习、人工智能、化学反应计算、材料设计、药物合成等领域的研究提供前所未有的强大手段,对未来社会的技术、经济、金融和国防产生革命性的影响。在世界上,有些人甚至把量子计算提到了“量子霸权”的高度。
总结
目前,在量子计算领域的个别点(主要集中在拓扑量子计算领域),我国科研机构取得了一定的国际地位,但与美国和欧洲主要国家仍存在差距。
就超导量子计算而言,只有实验人员的数量可能相当于谷歌、UCSB团队的数量。基于目前尚未确定最佳解决方案的事实,一方面要高度重视目前看起来很有竞争力的解决方案,另一方面要保持相对广泛的研究面,支持不同解决方案的自由探索和相互竞争,兼顾点和面。
参考:
[1]吴根、资剑等. 量子计算技术的发展现状和趋势[J]. 2017(09)中国科技
[2]郭光灿、周正威等. 量子计算机的发展现状和趋势[J]. 2010(05)中国科学院