量子芯片离量产不远了？一家挑战谷歌的初创公司

2017-06-21 11:28:00 来源: 互联网

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来源：本文由半导体行业观察翻译自wired ，谢谢。

距离初创公司Rigetti Computing位于加州Fremont办公室不远的地方，屹立着一个类似蒸汽朋克的机器。这个装饰怪异的“怪兽”是通过电力供电的。没有煤，也没有水。据介绍，它是用来制造超导电子的。Rigetti借助这台机器和密封在玻璃房实验室内的，价值数百万美金的其他设备，旨在打造一种新类型的，运行在量子芯片上的超级电脑。

Rigetti并不是这个想法的唯一践行者，包括Google、微软、IBM和Intel都有同样的计划。每一个湾区的初创公司都会告诉你，这是一个很艰难的任务，但经过了多年的攻克，Rigetti的量子电脑似乎已经迈进了一个新的阶段。所有被投资的初创公司都要面临建立一种商业模式的挑战。除此之外，对这个项目而言，则需要解决更多的技术难点。

Rigetti Computing打造的一个八量子位的处理器

Rigetti Computing拥有八十位雇员，为了推进量子计算机项目，他们已经募集了7000万美金。不同于电子计算机（或称传统电脑），量子计算是一种使用量子逻辑进行通用计算的设备，它使用量子算法来进行数据操作，其存储数据的对象是量子比特。该公司的创始人Chad Rigetti表示：“量子计算机将会衍生一个庞大的产业，世界上每一个大型的企业都在思考怎样使用这种技术。”在成立这家公司之前，这个身形魁梧的物理学博士一直在Yale和IBM从事量子硬件的研究，2013年在Y Combinator的支持下，他们成立了这个企业。

根据《麻省科技评论》在2016年三月份的报道，Rigetti Computing公司已经制造了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。

从目前的状况来看，没有任何一个公司能够提供万事俱备的量子计算机，去执行一些传统电脑不能处理的任务，这对他们来说，还是有点为难。但谷歌承诺，会在五年内将这个技术投入使用。IBM则提供了一个云平台，并把其看做未来商业服务的一个预热。他的目标是让开发者和研究院能够借助布置在“Big Blue”实验室的原型芯片进行研发。

在这个市场沉寂了多年之后，Rigetti又引起了一番争论。在本周二，Rigetti Computing发布了他们的自有云平台Forest，开发者可以在上面写代码模拟量子计算机，一些合作伙伴已经获得授权在其量子硬件上进行开发。Rigetti告诉《连线》，他们在Fremont 的FAB1已经开始制造量子芯片。

这家公司的创始人，在量子信息技术阐述和硅谷的商业演讲中都拥有很高的天赋，在他之前的讲演中提到，相对于其他航空母舰级别的竞争对手，他们很弱小，但这恰好是他们的优势。“我们是一个拥有紧急但是很清晰目标的初创公司，我们全力以赴，这是很多巨头公司难以匹配的。”，Rigetti说。“例如谷歌是在开拓一条新的产品线，而我们是在寻找一个目标”，他强调。

未来量子处理器的wafer

量子云

迄今为止，因为将信息编码成量子效应能够带来很大的价值，很多企业在量子计算研发领域投入了很庞大的资金。在这个云平台里，一个手掌大小的量子芯片能够提供的计算能力是远超一组大型的超级电脑。Rigetti和谷歌、IBM、Intel一样，认为这会将云计算革命推到一个新的阶段。装备量子处理器的数据中心能被用来高效地执行化学处理设计和药品设计，也可以用来布置更高效的机器学习。

但到现在为止，量子计算芯片还是太小，而不能去超过传统计算机，做一些更困难的任务。IBM发布过一个16量子位的处理器，这个元器件可以用来搭建一个量子电脑。谷歌想在今年达成一个50量子位的任务。但是Rigetti已经做出了一个八量子位的芯片。他表示，他们的Fab1将会加速，以提高这个芯片的生产数量。虽然没有人能够确认，但是据预估，我们需要数百位甚至更多的量子位，才能有效地解决一些化学研究问题。对于量子计算机来说，这其实不是一个很难实现的目标。

Rigetti的新云平台Forest能够支持很好的应用。他的做法是通过采取措施，让程序员可以为量子处理器写程序，一旦这个技术走向成熟，他们就能发布杀手级的应用。Forest的设计支持使用量子计算器去获得一个传统软件无法比拟的能力。这有点像一个计算机可以拥有一个独立显卡一样，Rigetti认为“混合模式”对这个技术走向现实非常重要。Forest允许程序员在一个36量子位的处理器上写量子算法，并仿真。

被选中的合作伙伴可以很快透过Forest去了解其量子芯片的实力。这和IBM将其量子芯片放在线上的做法有点相似。从某个角度看，这和APPLE在iPhone面世之前，公开App Store的做法类似，但是Rigetti认为这个技术不是同一个量级的，人们也有足够的时间去调整。

该公司的技术主管Andrew Bestwick表示，为这些懂得这个硬件技术的人搭建一个社区，和打造一个成本同样重要。两者结合才能打造一个更好的生态。

位于Rigetti Computing办公室的量子设备

Rigetti需要更多的钱和时间，还需要更多的“硬科学”才能打造一个成功的产品，但毫无疑问，最近的量子硬件已经获得了真正的加速和突破。悉尼大学的量子计算教授 Michael Biercuk表示。但我们依然还有很多问题需要搞清楚。

“进入这个领域的商业玩家和初创公司都没有改变这个行业的基本现状”，他强调。“当中一个巨大困难是在被封装成大的集群的时候，量子位需要一个稳定可靠的运行，但这个目前还没达到”，Biercuk补充说。量子态是很“脆弱”，让量子位存储信息很有挑战，这就需要研究员更全神贯注的投入。

在问到关于产品、客户和挑战的时候，Rigetti的创始人并没有躲避。

“在过去，没有人做过这样的东西，至于社群和公司，我也不知道需要耗费需要多久才能更进一步”。该公司的投资人Vijay Pande表示不担忧，他指出，在公司芯片真正投入使用之前，这个初创企业已经获得了收益，因为有些组织和公司会付款去获得在其上面进行研发的授权。Rigetti已经和NASA谈过，后者也认为量子计算机会帮助提升其效率。

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。

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Rigetti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。Rigetti前就曾任职于IBM量子计算研究小组。

量子计算距离我们也算并不会太远。

原文链接：https://www.wired.com/story/quantum-computing-factory-taking-on-google-ibm/

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