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中国发布寒武岩-2:全球首款双核量子计算机

Tags: Quantum computing, China quantum supremacy, Hany-2 quantum computer
The Hanyuan 2 Quantum Computer

The Hanyuan 2 Quantum Computer. Photo credit: Science and Technology Daily

中国发布了寒武岩-2(Hanyuan-2),这是世界上第一台双核中性原子量子计算机,标志着计算规模化领域取得了重大飞跃。

这项突破由中国初创公司中科冷原子技术宣布,它采用了一种双核架构,实现了量子处理单元之间前所未有的互联性。与面临量子比特数量和错误率物理限制的传统单核系统不同,寒武岩-2的设计将复杂的运算分布在两个独立但集成的中性原子阵列上。这种架构上的转变旨在解决当前阻碍从实验原型向商业化可行量子机器过渡的可扩展性挑战。

该系统采用光学镊子捕获中性原子,这种方法与超导电路相比,在相干时间和门保真度方面具有优势。通过使用激光来操控单个原子,研究人员可以为量子信息处理创造高度受控的环境。双核配置通过实现两个独立核心之间的通信,促进了大规模算法的执行,有效地将可用于复杂模拟的计算工作空间加倍。

这对全球技术竞争具有重大的战略意义。随着各国竞相实现量子优势,中国向模块化和多核架构的迈进,标志着研究重点正从证明基本量子力学转向工程化实用、高容量的硬件。这一发展给西方研究工作带来了压力,其中许多仍专注于单模块系统内的纠错和扩展。

技术规格与扩展能力

寒武岩-2的技术基础依赖于基于激光的原子操控精度。通过使用光晶格,该系统可以使量子态保持更长时间,从而减少通常导致计算错误的噪声。集成两个核心代表了一种量子计算的模块化方法。研究人员不是试图构建一个单一的、庞大的处理器,而是可以将较小的高保真度单元连接起来以实现更大的计算能力。

这种模块化对于实现容错量子计算至关重要。目前的行业标准在纠错所需的巨大量子比特开销方面存在困难,这通常会消耗比实际计算可用的更多的量子比特。双核架构提供了一种将这些纠错任务分布到硬件片段上的途径,优化了资源分配并提高了系统的整体可靠性。

行业分析师认为,这一里程碑可能会加速材料科学、密码学和复杂分子建模的进步。这些领域需要只有大规模量子系统才能提供的巨大并行能力。以高精度模拟原子级化学反应的能力可以彻底改变药物发现和电池技术,而这些正是中国已投入大量战略研究的领域。

尽管有关总量子比特数和确切错误率的具体细节仍由国家附属研究机构严格保密,但双核纠缠的成功演示证实了中性原子方法是长期量子发展的可行竞争者。全球科学界现在将关注该架构是否可以扩展到两个核心之外,形成更大的网络化集群。