光子盒：2020全球量子计算产业发展报告（113页）.pdf

1、第 1 页 前 言前 言 量子计算是量子力学与计算机科学相结合的一种通过遵循量子力学规律、 调控量 子信息单元来进行计算的新型计算方式。 它以微观粒子构成的量子比特为基本单 元，具有量子叠加、纠缠的特性。并且，通过量子态的受控演化，量子计算能够 实现信息编码和计算存储， 具有经典计算技术无法比拟的巨大信息携带量和超强 并行计算处理能力。随着量子比特位数的增加，其计算存储能力还将呈指数级规 模拓展。这是目前量子信息技术（Quantum Information Technology）领域重点关 注的发展方向之一。 量子计算的概念最早由费曼提出，1985年英国物理学家David Deutsch进一步

2、发 展了费曼的构想，通过“量子线路”方法，将经典计算机中负责运算处理的逻辑门 扩展到了量子力学领域。90年代，Shor算法和Grover算法证明了量子计算拥有 经典计算无可比拟的速度。 从此以后，人们一直在寻找能够运行Shor算法的量子硬件，目前主流的物理实 现方案包括超导、离子阱、半导体、光学、拓扑等，其中超导和离子阱发展最为 迅速。 超导路线方面，2020年Rigetti部署Aspen-8（31量子比特）量子处理器；IBM 实现了64量子体积，发布了65量子比特Hummingbird处理器；IBM和谷歌提 出了在2021年突破100量子比特的目标；本源量子发布了6比特超导量子计算 机悟源。

3、 离子阱路线方面，2020年霍尼韦尔发布了6量子比特H离子阱计算机，先后实 现了64和128量子体积，平均单量子比特门保真度为99.97%，双量子比特门保 真度为99.54%； 美国杜克大学和马里兰大学设计出了全连接的32比特离子阱量 子计算机寄存器；IonQ宣布在32量子比特离子阱量子计算机上，实现预期超过 第 2 页 400万量子体积。 半导体路线方面，2020年英特尔与代尔夫特QuTech共同在Nature上发表论文， 证明了在高于1开氏度下能够成功控制“高温”量子比特； 澳大利亚硅量子计算公 司（SQC）刷新了有史以来的半导体量子比特的最低噪声水平，通过将该研究成 果与在1微秒内读出量子比特信息的能力相结合，实现了双量子比特门保真度 99.99%；本源量子将在今年底上线半导体量子计算机悟本。 光学路线方面，2020年Xanadu发布全球首个光量子计算云平台，开发者可以基 于云访问X