離子阱量子計(jì)算具有較低的錯(cuò)誤率、高度的互聯(lián)性、高保真度、高操控精度及超長(zhǎng)的退相干時(shí)間等特點(diǎn),是目前被認(rèn)為最有望實(shí)現(xiàn)實(shí)用化的量子計(jì)算主流方案之一。離子阱量子計(jì)算是利用被囚禁在超高真空環(huán)境中的鐿離子、鋇離子或鈣離子,通過窄線寬激光精密操控離子的量子態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)離子量子比特的相干操縱。
量子計(jì)算是一種基于量子力學(xué)的計(jì)算模式,具有強(qiáng)大的并行計(jì)算能力,能解決人工智能、氣象分析、材料科學(xué)、藥物研發(fā)、航空航天、物流運(yùn)籌、密碼分析等領(lǐng)域的大規(guī)模計(jì)算難題。量子計(jì)算技術(shù)路線多元,包括超導(dǎo)、離子阱、半導(dǎo)體量子、光量子、中性原子、拓?fù)淞孔拥燃夹g(shù)路徑,其中超導(dǎo)、離子阱是目前量子計(jì)算兩大主流路線。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025-2029年全球離子阱量子計(jì)算行業(yè)深度市場(chǎng)調(diào)研及重點(diǎn)區(qū)域研究報(bào)告》顯示,目前美國(guó)IonQ、Quantinuum、Oxford Ionics、桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、華翊量子、啟科量子、國(guó)儀量子、國(guó)防科技大學(xué)、清華大學(xué)、南方科技大學(xué)等企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)均布局了離子阱量子計(jì)算技術(shù)路徑。我國(guó)在離子阱量子計(jì)算領(lǐng)域的研究水平處于國(guó)際前列,部分企業(yè)已具備一定的產(chǎn)品化、工程化能力。
Quantinuum是離子阱量子計(jì)算領(lǐng)域代表廠商,2023年其提出一種新型量子電荷耦合器件(QCCD)架構(gòu),且在離子阱量子計(jì)算系統(tǒng)Quantinuum H2上實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。
華翊量子成立于2022年1月,專注于離子阱量子計(jì)算技術(shù)路線,公司團(tuán)隊(duì)在全球首次提出了基于高維離子量子比特陣列的離子阱量子計(jì)算架構(gòu),自主研發(fā)的第二代離子阱量子計(jì)算機(jī)商業(yè)化原型機(jī)HYQ-B100,完成規(guī)模達(dá)100量子比特,百比特離子阱量子計(jì)算原型機(jī)是2025中關(guān)村論壇年會(huì)面向世界科技前沿發(fā)布的四大科技成果之一。
高保真度、長(zhǎng)相干時(shí)間是離子阱量子計(jì)算核心優(yōu)勢(shì),但由于離子阱的物理限制,離子阱量子計(jì)算難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子比特集成,仍面臨著規(guī);瘮U(kuò)展、高集成度測(cè)控、模塊化互聯(lián)等技術(shù)難題。
新思界
行業(yè)分析人士表示,目前量子計(jì)算技術(shù)路線呈現(xiàn)多元化發(fā)展態(tài)勢(shì),其中離子阱量子計(jì)算憑借相干時(shí)間長(zhǎng)、保真度高、錯(cuò)誤率低等優(yōu)勢(shì)受到了國(guó)內(nèi)外企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。我國(guó)在離子阱量子計(jì)算領(lǐng)域的研究水平處于國(guó)際潛力,在相關(guān)企業(yè)積極布局下,離子阱量子計(jì)算在通信、金融、醫(yī)藥、能源等領(lǐng)域的商業(yè)化進(jìn)程將不斷推進(jìn)。
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