赛迪：2021量子计算技术创新与趋势展望（18页）.pdf

1、(一)技术成果量子计算存在多种技术路线以制作出最基本的物理实现粒子。主流技术路径包括超导、离子阱、半导体量子点、量子光学以及拓扑量子等。技术路径的研发目的都是为了制作出纠缠态的最基本粒子。超导和离子阱技术路线当前处于领先地位，受到关注程度最高，半导体量子点和光量子路线发展提速，上述四种路径均已制作出物理原型机，但拓扑量子尚无物理层面的实现。目前，仍无任何一种路线能够完全满足实用化条件要求从而推动技术方案等融合收敛。超导量子计算路线超导量子计算路线利用超低温“冻结”粒子的运动进而实现粒子状态的控制。由于超导量子电路的能级结构可通过外加电磁信号进行调控，电路的设计定制的可控性强。得益于基于现有的成

2、熟集成电路工艺，超导量子电路具有多数量子物理体系难以比拟的可扩展性。谷歌、IBM、英特尔等企业均在积极开展超导量子比特实验研究，我国中科大、南方科大、中电科、阿里巴巴、本源量子等公司和研究机构开展了超导线路的研究和布局。量子比特数近年来稳步提升。但超导路线在逻辑门保真度和相干时间方面存在一定短板，比特见连接的物理布线工艺难度要求将对着比特数增加而加大。离子阱量子计算路线离子阱量子计算路线在物理比特质量和逻辑门保真度等方面具有一定优势，同时具备室温条件工作的优点。2020年Honeywell发布了6量子比特离子阱计算机，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%;IonQ宣布在32量子比特离子阱量子计算机上，实现预期超过400万量子体积;我国清华大学、中山大学和启科量子等公司和研究机构开展了离子阱线路的研究和布局。离子阱路线在真空工作环境要求，门操作时间指标和激光读写操控复杂度等方面存在短板，单平台实现物理比特数量的大规模扩展也存在瓶颈。