当然，量子比特数并不是构建量子计算机的独一要素 ，还必须具有相对较长的相关时间（coherence times）和门控保真度（gate fidelities）。“量子比特和量子处置器是量子硬件的中心部分，”IBM 的 Chow 说。“要构建量子计算机或量子计算系统，我们不只需求量子硬件，还需求控制电子设备、经典计算单元和运转量子计算顺序的软件。”
在这方面，IBM 提供了 一种开源量子软件开发工具包 Qiskit。“我们的目的是让开发者社区普遍参与并树立量子生态系统，将量子计算机作为用户研讨和业务的基本工具，”Chow 说。
业界异样需求具有数千个量子位的系统，虽然厂商们在这方面还有很长的路要走，但这个结果是可期的。
2019 年，谷歌的 53 量子位处置器 Sycamore 在 200 秒内完成了一次计算义务。谷歌宣称，一台超级计算机完成异样的义务需求大约 10000 年的时间。
紧接着，2021 年 6 月，中国科技大学宣布了一篇关于 66 量子位超导量子处置器“祖冲之”的论文。在计算中，中国科技大学运用了 56 个量子位，其执行义务的速度比谷歌的 53 量子位处置器快 2 到 3 倍。
中国科技大学教授潘建伟在一篇论文中表示：“我们估量，这种大规模、高功用的量子处置器可以让我们在不久的未来可以在经典计算机之外寻求有价值的量子运用。”
这些来自中国和其他中央的结果有待进一步讨论。很多企业和机构不运用任何基准来报告他们的结果，包括可以表达量子计算机有效性的目的——量子体积。
“这一切都不只仅取决于量子比特。我们不知道这些系统中有多少能正常任务，假设没有纠错功用以及没有明白的目的，你能添加你所用想要的量子比特，但它永远不会变得更弱小，”来自 Moor Insights & Strategy 的 Smith Goodson 说。
除了中科大，超导量子比特在其他单位也失掉开展：
Rigetti 推出了多芯片量子处置器，估量往年年底完成 80 量子位系统。
往年年底，IBM 将发布 Eagle，一款 127 量子比特的量子处置器。此外，IBM 正在开发估量 2022 年推出的 433 量子位处置器，以及估量 2023 年推出的 1121 量子位设备。
谷歌找到了一种降低量子比特错误率的办法，它还方案到 2029 年开收回 100 万个量子位处置器。
离子阱量子比特范围，IonQ 位居第一离子阱量子位是另一种有出路的技术。
关于离子阱来说，离子（带电原子或分子）是量子处置器的中心。据该技术的开发商 IonQ 称，这一技术用捕获的离子来充任纠缠的量子位，完成从初始预备到最终读出的一切任务。
依据量子计算报告，在离子阱中，IonQ 以 32 个量子比特抢先，其次是 AQT (24)、霍尼韦尔 (10) 等。
在研发方面，桑迪亚国度实验室正在开发 QSCOUT，这是一种基于离子阱量子位的量子计算机测试平台。QSCOUT 是一个 3 量子比特系统。随着时间的推移，桑迪亚方案将该系统扩展到 32 量子比特。
经过 QSCOUT，桑迪亚国度实验室为最终用户了提供一个开放拜访方案。“用户不只可以指定他们想要运用哪些门（每个电路由许多门组成）以及何时运用，而且他们还可以指定门本身是如何完成的，由于有很多办法可以完成相反的结果。这些工具运用户可以深化了解量子计算机在实际中的任务方式，以协助我们找出构建更好计算机的最佳办法，”桑迪亚的物理学家兼 QSCOUT 担任人苏珊·克拉克 (Susan Clark) 说。
“由于我们是一个测试平台系统，我们机器上运转的代码是由用户生成的，用户们对在量子计算机上运转的内容有很多想法，”克拉克说。“32 量子比特依然足够小，完全可以在经典计算机上停止模拟，所以构建较小系统的目的不是为了做经典计算机无法做的事情。”
克拉克提出了构建较小系统的两个重要缘由：
研讨如何将成绩映射到量子计算机上，这是在未来更大的系统（量子化学、量子系统模拟）上完成最佳功用的最佳方式；
了解可以让量子计算机更好地运转的技术，以便运用于更大的机器。
与超导量子比特市场一样，离子阱也出现了一波热潮。例如，霍尼韦尔正在剥离其量子计算部门，并将与剑桥量子计算部门兼并——霍尼韦尔还展现了实时纠正量子错误的才能。
与此同时，IonQ 的客户可以经过谷歌的云效劳购置其量子计算机的运用权。
英特尔的硅自旋量子，有望打造最小的量子芯片硅自旋量子位也很有出路。
Leti、英特尔、Imec 和其他公司正在研讨这项技术，依据《量子计算报告》，英特尔以 26 个量子位暂时抢先。
“我们在这里做的是制造单电子晶体管，”英特尔的克拉克说。“我们正在制造一种晶体管，通道中只要一个电子。该单个电子可以向上旋转或向下旋转，向上和向下旋转辨别代表 '0' 和 '1'。”
关键是让电子进入叠加态。“当电子旋转一圈时，它就是一个量子位，”克拉克说。“假设你有两个彼此接近的电子，或许其中两个自旋量子位，那么你就可以末尾执行操作了，可以末尾运用量子纠缠了。”
硅自旋量子位有一些优势。“英特尔的自旋量子位的体积比采用其他一些量子位技术小一百万倍，”克拉克说。“未来我们将需求 10万 到 100 万个量子位。当我想象未来的量子芯片会是什么样子时，它看起来会与我们的当下的处置器相似。”
此外，自旋量子位运用的一些工艺与工具与半导体晶圆厂中的相反，且这些进程不触及前沿节点。“我们的很多创新更多地来自我们运用的材料，而不是图案化技术的才能，”克拉克说。
放置在铅笔橡皮擦尖端的自旋量子位芯片，图片源自Walden Kirsch/Intel
硅自旋量子位的市场也十分繁华：
英特尔推出了第二代高温控制芯片 Horse Ridge II。该设备将量子计算机操作的控制功用引入高温冰箱，可以简化量子系统控制布线的复杂性。
CEA-Leti 开发了一种内插器，可以集成用于量子计算的设备，即内插器衔接量子位和控制芯片。
Imec 在 300 毫米集成工艺中设计了具有可调耦合的平均自旋量子位器件。
英特尔和 FormFactor 辨别开发了冷冻探测器，这些系统在高温下表征量子位。
写在前面在上述量子位类型之外，还有更多的探求空间。
“在光学范围，人们正在运用光粒子，这看起来是一个很有出路的技术，”来自 Moor Insights & Strategy 的 Smith-Goodson 说。
目前尚不清楚随着时间的推移哪些技术会占下风，即使是光粒子也是如此。或许更大的成绩在于，未来的量子计算能否真的会像如今媒体宣传里那样发扬作用。
不过值得留意的是，很多国度和公司都在这项技术上下了很大的赌注——至少目前，一切相关的静态都值得关注。
【编辑引荐】
用量子重新定义AI，千亿量子计算赛道先锋玻色量子继续完成新一轮融资
三分钟回忆!2021年7月芯片范围重要静态速览
全球首家“云原生”量子芯片设计效劳云平台上线
芯片充足对数据中心行业的影响
西部数据刘钢：从芯片到系统，以云边端数据存储处置方案赋能开放计算
(责任编辑：admin)