Quantinuum 推出最高精度的二代量子计算机 H2

在美国丹佛以北的一栋普通的无窗办公楼里，藏着电脑产业的奇迹之一。包括：一个数据中心，其中有两台商用量子计算机正在为包括摩根大通在内的付费客户运行，并且还有一台正在建造中的原型机。

量子计算机之所以神奇，是因为它们运用量子力学：宇宙中最微小的部分，我们所熟知的物理规则不总是适用。量子计算机不使用通过开关的晶体管来计算信息，而是使用量子比特（qubits），它们可以切换到“开”、“关”或“两者都是”，意味着处于某种中间状态。

支持者称这些计算机能够独特地解决复杂问题，例如发现新材料或确定如何改进供应链。

Quantinuum是由国防承包商霍尼韦尔收购英国量子公司剑桥量子后于2021年分拆出来的，我所见的计算机就是由该公司构建的。我作为受邀的媒体和分析师之一参观了Quantinuum的媒体日，并在上周二Quantinuum正式推出其32比特的第二代量子计算机H2之前参观了该公司。

Quantinuum声称H2是迄今为止最精确的量子计算机，并公布了它进行的众多基准测试结果来支持它的大话。

这是一个重要的声明，因为为了使这些计算机发挥潜力，有一天超越今天的超级计算机，它们需要使用数百个，甚至数千个量子比特。为了做到这一点，量子比特必须保持在计算工程师要求它们计算的任务上。

微小的环境变化，如温度或光线，可能会干扰它们的工作。比特越多，一些比特被所谓的噪声分散注意力的可能性就越高，整个计算机的结果准确性就越低。

Quantinuum H2 计算器的概念图

因此，一些怀疑者称在那种规模下的量子计算可能是不可能的。但是，负责Quantinuum计算机设计和构建的执行官Russell Stutz告诉我，他的工作使他成为了一个信徒。“问题不在于能否，而在于何时”，他说。

其他竞争者则专注于规模纪录。去年11月，IBM推出了一台400个量子比特的机器，而Google自2019年以来一直在使用名为Sycamore的54个量子比特的处理器。还有一些初创公司也在研究量子计算。

没有人能够说，在量子计算机达到其承诺的规模和可靠性之前还要多久，但它们已经被早期采用者用于尝试这项技术。像Nvidia和正在建造自己的量子计算机的微软这样的公司都是Quantinuum的合作伙伴。

因此，一些怀疑论者认为，在那种规模下进行量子计算可能是不可能的。然而，Quantinuum公司的计算机让人惊叹——它更像是一个科学实验而不是下一代计算技术的一部分。

我们被禁止拍摄实际计算机或数据中心的照片，但是公司分享了这个基本的、示意性的图画，展示了H2计算机的样子。这并不能完全展示它的实际面貌。

如上图所示，计算机的大小相当于一个小房间，其组件分散在几张桌子上，而不是像典型的超级计算机一样包含在一个盒状结构中。

使用我所拥有的最好的艺术技巧——是的，真的——我为上图添加了注释，以更好地展示房间的实际情况。

计算机实际上分布在两个100平方英尺的平台上，而我的木偶自我站在它们之间的通道上。蓝色电缆无处不在，整齐有序地分布在传统的但定制的计算设备上，用于控制计算机和环境。Quantinuum使用激光来冷却和控制qubit所在的腔体。

旋钮和定制控件遍布在较低的桌子上。计算机通常被黑色的帘子遮住，以隔绝环境，一群博士学位的科学家在房间里工作，他们的显示器放在靠墙的后面。

Quantinuum的电脑使用“捕获离子”作为其量子比特的基础，这意味着原子科学家将来自矿物质铒的原子去掉电子，给它们充电，然后将它们放在一个微小的指甲大小的托盘中，限制它们的移动。这台H2电脑目前是32量子比特，但该公司表示将增长到50个。它正在构建一个可以处理更多量子比特的原型。该版本将使用网格图案的托盘，计算机的约100平方英尺区域不需要更大，Stutz说。微小的量子比特位于一个金属腔体内，其大小大约是一个香瓜，需要保持非常冷，接近“绝对零度”，即可能的最低温度。量子比特发射光，指示它们是否开启、关闭或处于中间状态。

Quantinuum希望随着电脑越来越强大，还能在未来缩小它们的尺寸。至于这些房间大小的电脑何时能缩小尺寸和成本，成为桌面上的另一台电脑，Stutz表示，在可预见的未来不会发生。目前，这仍然是一个云服务，客户可以像上传文档一样轻松地发送作业。看着Quantinuum电脑，听到所有用于发明它的科学，让我感觉我们正站在一个新时代的门槛上，类似于计算机先驱Ada Lovelace解释“分析引擎”的潜力时的情形。