霍尼韦尔释放了其离子陷阱量子电脑的细节

大约一年前，霍尼韦尔宣布它有进入量子计算竞赛用一种不同于市场上其他任何技术的技术。该公司声称，由于其量子位的性能优于竞争对手，其计算机在关键的量子计算基准上可以比拥有更多量子位的量子计算机做得更好。

现在，大约一年之后，该公司终于发布了一篇详细描述这一壮举的论文。但与此同时，竞争格局已经发生了显著变化。

这是一个陷阱!

与IBM和谷歌这样的公司相比，霍尼韦尔已经反对使用超导电路，并支持使用称为“被困离子”的技术。通常，这些使用单个离子作为量子位，使用激光器操纵其状态。然而，有不同的方法来创建离子陷阱计算机，然而，霍尼韦尔的版本与市场上的另一个版本不同，由竞争对手称为IONQ（我们将回到）。

IonQ使用激光来执行它的操作，通过精心准备光，它的计算机可以同时在多个量子位上执行操作。这基本上允许其系统中的任意两个量子位执行单一操作，并让IonQ建立一个复杂的纠缠系统。这与使用超导电路的量子计算机的行为形成了对比，在超导电路中，每个量子位元通常只与最近的相邻量子位元直接连接。

霍尼韦尔的方法还允许任意两个量子位相互连接。但它是通过物理上让离子相邻移动来实现的，让单一的光脉冲同时击中它们两个。

这是可行的，因为霍尼韦尔的离子陷阱不是由磁场的静态安排。相反，电场是由192个可以独立控制的电极产生的。这使得该设备可以创建磁场强度不同的位置，从而产生一个离子更容易驻留的位置——技术上称为“势阱”。通过改变这些电极中的电荷，势阱可以在线性装置中上下移动，离子就可以简单地跟着它们移动。

通过合并两个潜在的井，可以将它们含有的离子聚集在一起，允许一个操作同时影响它们。完成后，井可以分裂，将离子返回原来的位置。

本文的新功能是符合这一切作品的一些艰难绩效编号。霍尼韦尔说，将离子从陷阱的一端运输到另一端需要的最大时间是300微秒。传输到错误位置的传输情况错误，例如 - 系统自动检测到错误的位置，允许从读取机器状态的最后一个点拾取整个待重置和计算。这些错误也非常罕见。在一系列10,000,000的操作中，只检测到运输失败三次。

竞争在卷

但这不是这里记录的最后一个性能数字。霍尼韦尔也转向了量子量，最初由IBM定义的措施，它考虑了Qubits的数量，它们是如何连接的，以及它们如何避免生成错误而不是预期的结果。如果系统可以执行涉及其QUBITS的随机对的操作而没有误差的时间，其量子体积是两个升高到量子位计数的功率。较高的误差率降低量子量;更多Qubits提高了它。

在这种情况下，霍尼韦尔团队用两个，三个，四个和六个设备的Qubits进行了测试。所有这些都成功地清除了障碍，无差错操作通常在不同量子位数的75％的面积中。鉴于六个Qubits，这导致量度的64卷，在提交稿件进行审查时，这是一个历史新高。

但是再一次,在那个时候．从霍尼韦尔的角度来看，也有一些好消息增加了更多的Qubits.在不增加错误率的情况下，将自己达到512的量子量。相比之下，IBM只使用27 Qubits的机器达到了霍尼韦尔早期的64岁的64次，而是较高的错误率。

但还有另一家离子阱计算公司，IonQ。此前，它的处境与IBM类似:更多的量子位，但也有更多的错误。然而，它在将量子位质量提高到与霍尼韦尔相当的水平的同时，成功地将量子位数量提高了大约三倍。由于误差低，量子位数增加大，它声称其量子体积超过400万。这个数字比512要高很多，尽管这个说法还没有经过同行的审查。

虽然霍尼韦尔花了大约一年的时间才增加了两个量子位，但在宣布这一消息时，IonQ表示，预计将在8个月内将量子位数量增加一倍至64个，而现在距离这个数字不到3个月。所以用不了多久，我们就能知道这家公司能否做到这一点。

改进的余地

不过，霍尼韦尔已经清楚地发现了瓶颈所在。一个问题是向控制离子的电极供电的电压发生器的噪声。另一个是系统中的自发噪声。清除其中任何一个，性能就会提高。

此外，移动离子给它们提供了一些能量，这要求它们在机器运行时再次不断冷却。为了防止冷却过程干扰量子位，霍尼韦尔同时捕获来自另一种元素的第二个离子并将其冷却，使其成为其合作伙伴的能量海绵。这是机器运行时的主要时间消耗，因此提高其效率将加快运行速度。

除此之外，基本控制系统的线性范围内缩放，但只能达到一点。添加更多电极与其他电极，您可以简单地捕获更多原子。如果需要，该缩放结束的点是当需要太长的时间才能将原子从行的一端移动到另一端。当达到这一点时，霍尼韦尔已经考虑了像陷阱二维阵列和设备之间的离子的想法已经考虑了想法。

无论如何，出版物本身提供了两方面的信息。它需要一年前一份激动人心的公司公告，并最终提供所需的细节，以充分欣赏所做的工作，并得到同行评审的认可。但是，在论文通过同行评审的时间里，用来产生结果的系统已经变得非常过时，这一事实让我们真正感觉到这个领域已经变得多么令人兴奋。

自然，2021. Doi：10.1038 / s41586-021-03318-4（对必须)．

更正:强调了IonQ声明的未经证实的性质。