【Alice & Bob发布关于通往实用量子计算的白皮书】
近日，法国量子计算公司Alice&Bob发布了一份重要的技术白皮书，阐述了实现实用量子计算的路线图以及他们的实现方法。
1️⃣量子计算的发展历程
1981年，费曼首次指出了经典计算机模拟量子系统的根本局限：随着系统中量子对象数量的增加，所需的计算资源呈指数级增长。要突破这个限制需要一种全新的计算方式——量子计算机。1994年，彼得·肖尔提出的量子算法让量子计算迎来突破。以RSA-2048密码破解为例，经典计算机需要约6万亿年，而理论上量子计算机只需几天。随后，量子计算经历了一系列重要突破：1995年第一个离子阱量子比特问世，1999年超导量子比特在实验室诞生，2016年IBM推出首个云端量子计算机，2019年Google宣称实现“量子优越性”。
而要实现真正有价值的量子计算机，需要至少100个纠错后的量子比特和1亿个量子门操作。实现这一目标需要经过三个关键阶段：
•容错：控制经过纠错的量子比特，实现能避免退相干的逻辑门操作
•通用性：实现通用的纠错量子门集合，支持任意量子算法
•规模化：达到足够数量的高质量逻辑量子比特
2️⃣量子计算的最大挑战：退相干
目前量子计算面临的最大障碍是退相干问题。量子比特极其脆弱，微小的环境干扰就会导致量子信息丢失，使量子计算机失去量子特性，沦为一个昂贵的随机数发生器。
3️⃣猫态量子比特
为解决这一问题，Alice&Bob提出了猫态量子比特。其设计借鉴薛定谔猫思想实验，通过超导谐振器中的相干态光子存储信息。与传统方案相比，它实现了双重超位叠加和自稳定机制，能有效抑制错误。他们的Boson 4芯片已证明了该技术的潜力：单个猫态量子比特可维持7分钟不发生比特翻转错误，比传统方案提升数万倍。
该技术还能大幅降低硬件复杂度。传统方案运行肖尔算法需要约2000万个物理量子比特，而猫态量子比特方案只需约10万个，如果配合LDPC编码，可能进一步降至3.5万个。
4️⃣通往实用量子计算的五步规划
Alice&Bob规划了五个发展阶段。目前已完成第一阶段，掌握了猫态量子比特的基础技术，正在进行第二阶段的逻辑量子比特构建。后续将依次实现容错量子计算、通用量子计算，最终目标是在2030年前推出搭载100个高性能逻辑量子比特的Graphene处理器，实现真正实用的量子计算。
#量子# #科技# #DeepTech#
近日，法国量子计算公司Alice&Bob发布了一份重要的技术白皮书，阐述了实现实用量子计算的路线图以及他们的实现方法。
1️⃣量子计算的发展历程
1981年，费曼首次指出了经典计算机模拟量子系统的根本局限：随着系统中量子对象数量的增加，所需的计算资源呈指数级增长。要突破这个限制需要一种全新的计算方式——量子计算机。1994年，彼得·肖尔提出的量子算法让量子计算迎来突破。以RSA-2048密码破解为例，经典计算机需要约6万亿年，而理论上量子计算机只需几天。随后，量子计算经历了一系列重要突破：1995年第一个离子阱量子比特问世，1999年超导量子比特在实验室诞生，2016年IBM推出首个云端量子计算机，2019年Google宣称实现“量子优越性”。
而要实现真正有价值的量子计算机，需要至少100个纠错后的量子比特和1亿个量子门操作。实现这一目标需要经过三个关键阶段：
•容错：控制经过纠错的量子比特，实现能避免退相干的逻辑门操作
•通用性：实现通用的纠错量子门集合，支持任意量子算法
•规模化：达到足够数量的高质量逻辑量子比特
2️⃣量子计算的最大挑战：退相干
目前量子计算面临的最大障碍是退相干问题。量子比特极其脆弱，微小的环境干扰就会导致量子信息丢失，使量子计算机失去量子特性，沦为一个昂贵的随机数发生器。
3️⃣猫态量子比特
为解决这一问题，Alice&Bob提出了猫态量子比特。其设计借鉴薛定谔猫思想实验，通过超导谐振器中的相干态光子存储信息。与传统方案相比，它实现了双重超位叠加和自稳定机制，能有效抑制错误。他们的Boson 4芯片已证明了该技术的潜力：单个猫态量子比特可维持7分钟不发生比特翻转错误，比传统方案提升数万倍。
该技术还能大幅降低硬件复杂度。传统方案运行肖尔算法需要约2000万个物理量子比特，而猫态量子比特方案只需约10万个，如果配合LDPC编码，可能进一步降至3.5万个。
4️⃣通往实用量子计算的五步规划
Alice&Bob规划了五个发展阶段。目前已完成第一阶段，掌握了猫态量子比特的基础技术，正在进行第二阶段的逻辑量子比特构建。后续将依次实现容错量子计算、通用量子计算，最终目标是在2030年前推出搭载100个高性能逻辑量子比特的Graphene处理器，实现真正实用的量子计算。
#量子# #科技# #DeepTech#
