當(dāng)?shù)貢r(shí)間11月10日，因在量子計(jì)算領(lǐng)域取得突破性成就而獲得2025年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的約翰·M·馬蒂尼斯（John M. Martinis）和慧與公司（HPE）及多家芯片企業(yè)聯(lián)合成立聯(lián)盟，計(jì)劃打造一款實(shí)用、可量產(chǎn)的量子超級(jí)計(jì)算機(jī)。
據(jù)路透社報(bào)道，馬蒂尼斯新成立的量子規(guī)模化聯(lián)盟（Quantum Scaling Alliance）旨在研發(fā)實(shí)用可量產(chǎn)的量子超級(jí)計(jì)算機(jī)，目標(biāo)是利用現(xiàn)有成熟工具生產(chǎn)量子計(jì)算機(jī)，這類工具每年能為智能手機(jī)、筆記本電腦或人工智能服務(wù)器制造數(shù)億顆芯片。
改變“手工定制”生產(chǎn)
量子計(jì)算被視為未來科技革命的核心領(lǐng)域之一。量子計(jì)算機(jī)有望解決化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的復(fù)雜問題，這類問題若交由經(jīng)典計(jì)算機(jī)處理，可能需要數(shù)千年時(shí)間。IBM、微軟和谷歌等科技巨頭均競(jìng)相研發(fā)該技術(shù)。但由小團(tuán)隊(duì)一次制造一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，這樣的努力在很大程度上是一次性的。
馬蒂尼斯在采訪中表示，自20世紀(jì)80年代該領(lǐng)域起步以來，依靠量子比特工作的量子芯片一直以“手工定制方式”生產(chǎn)，每次僅能小批量制造。“目前來看，我們認(rèn)為是時(shí)候轉(zhuǎn)向更標(biāo)準(zhǔn)化的專業(yè)模式了，也就是運(yùn)用高度精密的工具。”
此次新成立的聯(lián)盟成員包括半導(dǎo)體和顯示設(shè)備供應(yīng)商應(yīng)用材料公司（Applied Materials）、芯片自動(dòng)化設(shè)計(jì)和芯片接口IP供應(yīng)商新思科技（Synopsys）等企業(yè)，他們將幫助打造更大規(guī)模、性能更穩(wěn)定的量子芯片。其他成員還包括量子計(jì)算軟件公司1QBit、量子初創(chuàng)公司Quantum Machines、量子計(jì)算軟件開發(fā)商Riverlane，以及威斯康星大學(xué)。
隨著量子芯片規(guī)模擴(kuò)大，它們需要與經(jīng)典計(jì)算機(jī)深度結(jié)合，校正可能干擾量子電路運(yùn)行的誤差。但將經(jīng)典計(jì)算機(jī)與HPE等企業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)有超級(jí)計(jì)算機(jī)整合并非易事，行業(yè)內(nèi)缺乏統(tǒng)一的集成標(biāo)準(zhǔn)。
“人們天真地認(rèn)為，只要擁有數(shù)百個(gè)量子比特的系統(tǒng)，或者能將規(guī)模擴(kuò)大到數(shù)千個(gè)，就能進(jìn)一步擴(kuò)展到數(shù)百萬個(gè)，但事實(shí)并非如此。”HPE量子團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、杰出技術(shù)專家馬蘇德·莫赫塞尼（Masoud Mohseni）表示，在每一個(gè)量子比特規(guī)模階段都會(huì)面臨新的挑戰(zhàn)。去年莫赫塞尼曾與馬蒂尼斯及其他30多位研究人員共同制定了相關(guān)集成藍(lán)圖，該聯(lián)盟將把這一計(jì)劃付諸實(shí)踐。
挑戰(zhàn)在于系統(tǒng)工程
今年10月，瑞典皇家科學(xué)院將2025年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予科學(xué)家約翰·克拉克（John Clarke）、米歇爾·H·德沃雷特（Michel H. Devoret）和馬蒂尼斯，以表彰他們“發(fā)現(xiàn)電路中的宏觀量子力學(xué)隧道效應(yīng)和能量量子化”。
馬蒂尼斯出生于1958年，是超導(dǎo)量子計(jì)算領(lǐng)域的標(biāo)志性人物，他曾是谷歌超導(dǎo)量子計(jì)算團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者， 2014年至2020年擔(dān)任谷歌量子AI團(tuán)隊(duì)的硬件負(fù)責(zé)人，在工程化和量子計(jì)算的落地應(yīng)用上有更為突出的貢獻(xiàn)。
2022年，馬蒂尼斯聯(lián)合創(chuàng)辦了量子計(jì)算硬件初創(chuàng)公司Qolab，計(jì)劃打造世界上第一臺(tái)可正常運(yùn)行的量子計(jì)算機(jī)。該初創(chuàng)公司認(rèn)為，半導(dǎo)體行業(yè)掌握著打造實(shí)用量子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵，即通過實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量量子比特的大規(guī)模制造就能達(dá)成這一目標(biāo)。
“自從離開谷歌創(chuàng)辦自己的公司后，我一直秉持一個(gè)核心觀點(diǎn)：打造量子計(jì)算機(jī)比科學(xué)家們預(yù)想的要更難一些，關(guān)鍵問題在于系統(tǒng)工程。”馬蒂尼斯在獲得諾獎(jiǎng)后表示，打造量子計(jì)算機(jī)的挑戰(zhàn)有很多，“建造一臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)本身就極具難度。所以我們目前重點(diǎn)攻關(guān)的是量子比特的制造環(huán)節(jié)，力求做到比現(xiàn)有水平好得多。”
“我很享受在學(xué)術(shù)界的時(shí)光，甚至在谷歌從事相關(guān)研究時(shí)也很愉快。但現(xiàn)在我更熱衷于從實(shí)際角度思考。要讓量子計(jì)算機(jī)真正落地，我們需要做哪些具體工作，需要與哪些領(lǐng)域的人合作，才能把所有環(huán)節(jié)整合起來，以經(jīng)濟(jì)高效、具備商業(yè)可行性的方式造出量子計(jì)算機(jī)。”
（原題：新晉諾獎(jiǎng)得主馬蒂尼斯發(fā)起成立聯(lián)盟，制造實(shí)用量子超級(jí)計(jì)算機(jī)）
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