英國量子計(jì)算領(lǐng)域迎來重大突破——初創(chuàng)企業(yè)Quantum Motion宣布,其基于標(biāo)準(zhǔn)硅基CMOS工藝制造的全棧量子計(jì)算機(jī)已正式交付英國國家量子計(jì)算中心(NQCC)。該設(shè)備采用300毫米硅晶圓制造技術(shù),成為全球首臺實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)潛力的硅基自旋量子比特計(jì)算機(jī),標(biāo)志著量子計(jì)算從實(shí)驗(yàn)室走向工程化應(yīng)用的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折。
與傳統(tǒng)依賴低溫超導(dǎo)系統(tǒng)的量子計(jì)算機(jī)不同,Quantum Motion的解決方案將量子處理單元(QPU)與Qiskit、Cirq等開源軟件框架深度整合,形成完整的全棧系統(tǒng)。該設(shè)備僅占用三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)19英寸服務(wù)器機(jī)架,集成了稀釋制冷機(jī)和集成控制電路,而輔助設(shè)備則采用模塊化設(shè)計(jì),可靈活適配現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心環(huán)境。這種緊湊架構(gòu)顯著降低了部署門檻——傳統(tǒng)超導(dǎo)量子系統(tǒng)往往需要定制化機(jī)房,配備專用電源和冷卻管道。
"這是量子計(jì)算的'硅基時(shí)刻',"公司首席執(zhí)行官詹姆斯·帕萊斯-迪莫克(James Palles-Dimmock)強(qiáng)調(diào),"我們證明了利用全球最成熟的芯片制造技術(shù),完全能構(gòu)建出可擴(kuò)展、高性能的量子計(jì)算機(jī)。"其核心技術(shù)在于采用300毫米晶圓工藝生產(chǎn)量子比特,該工藝同時(shí)支撐著智能手機(jī)、AI加速器等數(shù)十億級電子產(chǎn)品的制造。
NQCC主任邁克爾·卡斯伯特(Michael Cuthbert)博士指出,該系統(tǒng)的入駐是測試平臺計(jì)劃的重要里程碑。通過評估不同技術(shù)路徑的硬件方案,英國正加速構(gòu)建量子技術(shù)生態(tài)。NQCC團(tuán)隊(duì)已啟動對系統(tǒng)的驗(yàn)證測試,重點(diǎn)研究實(shí)際應(yīng)用場景與硅基架構(gòu)的適配性。
在技術(shù)架構(gòu)層面,Quantum Motion開發(fā)了可擴(kuò)展的"圖塊式"QPU設(shè)計(jì)。每個(gè)圖塊集成計(jì)算、讀出和控制單元,形成高密度陣列后可通過重復(fù)印刷擴(kuò)展至百萬量子比特規(guī)模。這種模塊化結(jié)構(gòu)支持系統(tǒng)通過更換新一代QPU實(shí)現(xiàn)無縫升級,同時(shí)搭載的AI驅(qū)動校準(zhǔn)算法大幅提升了控制效率。
英國科學(xué)大臣瓦蘭斯勛爵評價(jià)稱,國家量子計(jì)算中心為創(chuàng)新企業(yè)提供了獨(dú)特的試驗(yàn)場。這項(xiàng)突破不僅推動了量子技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程,其潛在應(yīng)用涵蓋藥物研發(fā)優(yōu)化、清潔能源網(wǎng)絡(luò)管理等多個(gè)領(lǐng)域。例如在醫(yī)療領(lǐng)域,量子計(jì)算可加速分子模擬,縮短新藥研發(fā)周期。
除參與NQCC測試平臺外,Quantum Motion近期還獲得了SiQEC硅量子糾錯項(xiàng)目資助,致力于實(shí)現(xiàn)容錯量子計(jì)算。作為美國國防高級研究計(jì)劃局(DARPA)QBI項(xiàng)目的核心成員,該公司正探索將量子優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為實(shí)際工業(yè)解決方案的路徑。
公司總裁兼首席商務(wù)官雨果·薩利赫(Hugo Saleh)透露,基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的量子計(jì)算機(jī)有望在本十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。"從手機(jī)芯片到AI加速器,現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)的根基正是這項(xiàng)工藝。現(xiàn)在我們用它開啟了計(jì)算領(lǐng)域的下一次革命。"首席技術(shù)官約翰·莫頓(John Morton)補(bǔ)充道,這個(gè)由跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)打造的系統(tǒng),標(biāo)志著硅基量子計(jì)算正式進(jìn)入實(shí)用階段。