霍尼韦尔：量子计算机的量子体积64，是谷歌的两倍

霍尼韦尔最近宣布，其最新量子计算机的量子体积得分达到64，是IBM和谷歌竞争对手的两倍，同时霍尼韦尔表示，希望在未来五年内，将自家量子计算机的算力每年增加10倍。霍尼韦尔量子计算的量子体积得分达到64意味着什么？它真的比IBM和谷歌要强吗？霍尼韦尔已经摘到量子计算“皇冠上的明珠”了吗？这是一场炒作还是有什么关键信息没有透露？关于量子计算，我们还需要了解什么？

先来看看，霍尼韦尔宣布的内容。霍尼韦尔宣布它实现的量子计算的量子容量为64，是业界目前为止最强的。据霍尼韦尔介绍，霍尼韦尔量子计算机的核心是一个篮球大小的超高真空。这个球体包含的真空粒子数量是外太空的1/5，由液态低温冷却，温度仅比零度高出10华氏度---在这个温度上，原子几乎停止震动。

根据霍尼韦尔的解释，在离子阱（一种覆盖着1/4硬币大小的金的硅芯片）内部，电场使单个原子悬浮在离子阱上方0.1毫米处。而科学家们则使用激光照射这些带正电荷的原子来执行量子操作。

在霍尼韦尔的这些信息中，有几个关键背景需要了解，其一是“量子体积”。其二是目前的主要量子计算各个公司的技术路线。其三是如何来衡量一个公司的量子能力。然后我们就能够清晰地来判断霍尼韦尔的这个宣布。

关于“量子体积”。这个衡量量子计算机能力的参数指标是由IBM公司在2017年提出来的，此前业界对于一家公司的量子计算机能力衡量参数通常采用“量子比特”这个评判标准，它相对而言并不能完全反应出量子计算机能力的多维度。后来IBM提出了“量子体积”它的影响因素包括量子比特数、门和测量误差、设备交叉通信、以及设备连接和电路编译效率等。应该说“量子体积”比“量子比特”这个参数更科学地描述了量子计算机能力的高下。

关于“各个公司的量子计算机技术路线”。目前量子计算主要分为固态器件（也可以称之为电学路线）和光学路线两大类量子计算路线。IBM与谷歌所走的是超导量子计算路线，英特尔所走的是半导体量子技术路线，无论是超导还是半导体都属于固态器件路线。所以谷歌、IBM、英特尔这三家公司属于“固态器件路线派”。而离子阱也是就目前霍尼韦尔所走的技术路线则属于的是“光学器件派”。也就是说霍尼韦尔与IBM、谷歌、英特尔等本来就分属不同的技术路线。

光学路线的离子阱在相干时间上就有优势，但是其可操控性上很弱，而且与经典计算很难实现兼容。所以包括IBM、英特尔、谷歌等都没有选光学而是选择了固态器件，目前世界上80%以上的量子计算都采用了固态器件的路线，因为它有很好的工业基础而且与经典计算能够更好的融合，离子阱等光学路线更多是在科研上用的比较多。

尽管业界没有对哪种技术路线未来会更成功给出定论，但是从与经典计算的兼容、从现有工艺与产业资源的成熟度等等综合维度来看，固态器件都有明显的优势，这也就是为什么包括谷歌、IBM、英特尔等都选择了该方向的技术路线进行探索的原因。

关于“如何衡量一个量子计算机的能力”。记者无论是这次采访还是此前对于业界专业人士的采访，被访嘉宾都认为“量子计算机解决一个实际问题所消耗的资源”是关键指标，也就是说“是骡子是马”得拉出来到实际问题现场遛一遛才知高下。本源量子计算机公司副总经理张辉对记者表示：“真正衡量量子计算能力是看用它来解决问题消耗的资源与经典计算相比，谁消耗的资源更小。”此前英特尔中国研究院院长宋继强也在接受采访时提及此观点，衡量量子计算机的能力高下要看，究竟解决了什么问题，消耗了多少资源。

基于这几个信息，我们来分析这次霍尼韦尔的成果。张辉认为，霍尼韦尔称其量子体积得分64，从离子阱路线来看做到这个参数是一个进步。但说它有世界上最快量子计算机其实有炒作的意味。因为现在没有看到霍尼尔韦尔用它解了这个世界的任何问题，而此前谷歌宣布的量子突破，好歹是解了一个数学的问题，真正衡量量子计算能力是看用它来解决问题消耗的资源与经典计算相比，谁消耗的资源更小。目前未看到霍尼韦尔能解决任何问题的报道，也不知道用它来解决问题。“也不完全能用量子体积来将霍尼韦尔与IBM进行比较，两者本来就属于不同的技术路线，某种意义上看，霍尼韦尔在偷换概念，炒作意味更浓吧。”张辉说。

IBM公司在2019年9月宣布了53个量子位的量子计算机，并宣布该公司的量子计划现在还支持与商业客户、学术机构和研究实验室的80个合作伙伴关系。其中一些已经开始使用可用的机器来解决实际问题，应该说是目前在商业路径上走的最快的公司之一。

尽管没有看到霍尼韦尔的解题成果，但霍尼韦尔宣布，其量子计算机成功推出后正计划将其能力用于商业比如租借给其他公司，而且这项服务每小时的成本可能在1万美元左右虽然霍尼韦尔没有透露已经有多少客户签约使用其量子计算机但他们承认已经与摩根大通签订了合同。摩根大通的量子专家团队可能会使用霍尼韦尔的机器进行巨型计算比如建立防欺诈检测模型。而且也将通过微软的云计算平台来提供量子服务。

目前，全球的量子计算都尚属于起步阶段，此前英特尔副总裁、中国区总裁杨旭在接受采访时表示，全球的量子计算是一场马拉松，现在才刚刚跑出去200米，究竟谁快谁慢，下结论还太早。
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