控制量子計(jì)算的新超冷微波源研發(fā)成功 量子計(jì)算機(jī)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

• 2021年12月17日 LiuMingYue來源：IT之家 中國(guó)科學(xué)院 876 54
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目前，《自然電子學(xué)》上周發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示，芬蘭阿爾托大學(xué)、VTT 和 IQM 在內(nèi)的一個(gè)研究聯(lián)盟設(shè)計(jì)了一種新的微波源，可以取代現(xiàn)有的阻礙量子計(jì)算機(jī)可擴(kuò)展性的龐大控制系統(tǒng)。據(jù)介紹，這一種電路，可以在接近絕對(duì)零度的溫度下產(chǎn)生控制量子計(jì)算機(jī)所需的高質(zhì)量微波信號(hào)

控制量子計(jì)算的新超冷微波源研發(fā)成功

目前，《自然電子學(xué)》上周發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示，芬蘭阿爾托大學(xué)、VTT 和 IQM 在內(nèi)的一個(gè)研究聯(lián)盟設(shè)計(jì)了一種新的微波源，可以取代現(xiàn)有的阻礙量子計(jì)算機(jī)可擴(kuò)展性的龐大控制系統(tǒng)。據(jù)介紹，這一種電路，可以在接近絕對(duì)零度的溫度下產(chǎn)生控制量子計(jì)算機(jī)所需的高質(zhì)量微波信號(hào)。這是將控制系統(tǒng)移近量子處理器的關(guān)鍵一步，這可能會(huì)大大增加處理器中的量子比特?cái)?shù)。

量子計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展分析

在一些傳統(tǒng)行業(yè)，以現(xiàn)有人類科技的計(jì)算能力，所消耗的時(shí)間和成本巨大，如生物制藥、化工、能源等;還有另一些本身對(duì)計(jì)算能力要求較高達(dá)到科技行業(yè)，也將會(huì)是量子計(jì)算實(shí)現(xiàn)商用的領(lǐng)域。例如：搜索、數(shù)字安全。人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等等。

量子計(jì)算機(jī)的巨大潛力，還與量子力學(xué)中的另一個(gè)著名概念“量子糾纏”有關(guān)，即各個(gè)量子比特可通過量子糾纏聯(lián)系在一起。量子比特的概念雖然抽象，但量子計(jì)算機(jī)并非虛幻。量子計(jì)算機(jī)建造它們的理論基礎(chǔ)已搭建好，但是要實(shí)現(xiàn)它們，還要面臨一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。

量子比特本質(zhì)上是處于疊加態(tài)的亞原子粒子，如電子、被束縛的離子或光子。量子計(jì)算機(jī)比特周圍環(huán)境的細(xì)微變化，比如振動(dòng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、宇宙輻射等，都可能向量子比特輸入能量，進(jìn)而使疊加態(tài)坍縮，使量子比特失效。因此，量子比特需要密封在極冷、真空環(huán)境中以最大程度地避免任何干擾。這就是量子計(jì)算機(jī)的搭建面臨的巨大挑戰(zhàn)。

在2020年初，實(shí)驗(yàn)性量子計(jì)算機(jī)演示只需消耗世界上最大的超級(jí)計(jì)算機(jī)大約萬分之一的能量，性能卻超過了它們的1,000倍甚至更多，但是演示的應(yīng)用看起來更像量子計(jì)算機(jī)自測(cè)。如果量子計(jì)算機(jī)注定要成功，那么它們將通過提高相關(guān)性和通用性來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橛?jì)算優(yōu)勢(shì)已經(jīng)顯現(xiàn)。隨著傳統(tǒng)計(jì)算模式的增長(zhǎng)正在趨近瓶頸，需要找到一個(gè)新的計(jì)算模式，來解決傳統(tǒng)計(jì)算無法解決的問題。這個(gè)新的計(jì)算模式，就是量子計(jì)算。由于量子計(jì)算的特性，“在不久的將來，量子計(jì)算可以改變世界”已經(jīng)成為了共識(shí)。

量子計(jì)算機(jī)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

隨著越來越多的玩家深入到這個(gè)行業(yè)，量子計(jì)算將會(huì)在各個(gè)行業(yè)中有越來越多的應(yīng)用，特別是那些傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)被證明效率低下的一些情況下。量子計(jì)算的出現(xiàn)，為經(jīng)典計(jì)算機(jī)算力的躍遷帶來可能，但是目前量子計(jì)算技術(shù)仍處于初級(jí)階段，距離解決工程規(guī)模的問題可能還需5-7年。

預(yù)計(jì)，2027年，全球量子計(jì)算機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到107億美元。

可以預(yù)見的是，在所有商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不存在偶然爆發(fā)的情況下，前5年的發(fā)展將非常平穩(wěn)。生物醫(yī)藥和化工行業(yè)作為龐大的行業(yè)，量子計(jì)算機(jī)在量子元年應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模將占據(jù)大部分份額，隨著時(shí)間推移，搜索、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)字安全三個(gè)行業(yè)憑借本身對(duì)計(jì)算的直接需求，將以量子計(jì)算機(jī)作為時(shí)代跳板，市場(chǎng)規(guī)模占比逐漸擴(kuò)大，成為量子計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的主流。

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