初創(chuàng)公司Rigetti Computing正著手設(shè)計(jì)量子計(jì)算芯片，力圖為化學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)帶來革命性突破。
初創(chuàng)公司Rigetti Computing位于伯克利的辦公室擺放了三臺冰箱------但是只有一臺是儲存食物用的。另外兩臺冰箱利用液氮來冷卻用于實(shí)驗(yàn)的計(jì)算芯片，計(jì)算芯片中有一小部分在絕對零度以上才能運(yùn)行。成立兩年來，Rigetti Computing試圖開發(fā)量子計(jì)算硬件，借助量子力學(xué)徹底顛覆傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。
該公司的目標(biāo)是在2017年底制造出原型芯片，原型芯片比其他公司開發(fā)的基于完全可編程的量子計(jì)算機(jī)要復(fù)雜的多。下一代芯片應(yīng)該能夠加速某些機(jī)器學(xué)習(xí)過程，并且能夠運(yùn)行高精度的化學(xué)模擬，而這很可能會開啟全新的工業(yè)生產(chǎn)流程，Rigetti Computing公司的創(chuàng)始人兼CEO查得·瑞格提（Chad Rigetti）說。
“我們正在研究的芯片能夠解決深層次的問題，”他說。瑞格提引用了哈伯博斯制氨法（Haber-Bosch Process）來舉例，哈伯博斯制氨法一直被用來制造肥料生產(chǎn)中所需的氨。據(jù)估計(jì)，這種方法消耗了地球能量的2%。為該反應(yīng)找到更高效的催化劑是非常有價值的。
瑞格提的目標(biāo)是最終建立一種量子云計(jì)算服務(wù)，客戶付款后，即可在該公司的超導(dǎo)芯片對相關(guān)問題進(jìn)行計(jì)算。該公司還致力于為客戶開發(fā)能夠簡化量子硬件編碼的軟件。
要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，瑞格提需要在科學(xué)與工程方面取得飛躍式進(jìn)展。迄今為止，政府、高等院校和公司實(shí)驗(yàn)室這在方面還都未有突破。盡管物理學(xué)家提出了量子計(jì)算機(jī)的開發(fā)方法，以及它們將帶來的種種好處，但量子計(jì)算機(jī)的開發(fā)仍然是一件十分棘手事。
由Rigetti Computing公司制造的有三個單位量子比特的量子計(jì)算芯片，代表了使用量子態(tài)的數(shù)位
該量子計(jì)算芯片包含一種名為量子比特的連接設(shè)備，這代表采用精確的量子力學(xué)態(tài)的數(shù)據(jù)數(shù)位。它們可以像常規(guī)電腦一樣使用0或1進(jìn)行編碼------也可以同時有效進(jìn)入兩種編碼狀態(tài)。當(dāng)量子比特處于“疊加”交互狀態(tài)，它們可以采用常規(guī)計(jì)算機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的快捷計(jì)算。
物理學(xué)家通過多種不同方式制造量子比特。但即使是學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和政府的研究人員聯(lián)合攻關(guān)，也僅得到少量的量子比特。一家名為D-Wave的加拿大初創(chuàng)公司已經(jīng)向包括洛克希德?馬丁（Lockheed Martin）和谷歌在內(nèi)的客戶銷售一種有一千余單位量子比特的芯片，但該項(xiàng)技術(shù)是否能夠體現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)尚未得到證實(shí)。
量子比特很難成組運(yùn)行，因?yàn)橛糜诖頂?shù)據(jù)的量子態(tài)極其精確，且設(shè)備間會相互干擾。瑞格提說他的公司已經(jīng)開發(fā)出一種可規(guī)模化的穩(wěn)定量子比特設(shè)計(jì)，并且可以使用常規(guī)芯片制造技術(shù)制造出來。
他們目前正在測試一種在硅片上使用鋁電路制造的三單位量子比特芯片，來年的設(shè)計(jì)將擴(kuò)至40單位量子比特。瑞哥特說這是極有可能的實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樗墓舅_發(fā)的軟件減少了最終設(shè)計(jì)中的原型數(shù)量。當(dāng)其運(yùn)用于化學(xué)模擬和機(jī)器學(xué)習(xí)時，100或100以上單位的量子比特將會提高普通電腦的性能。
量子計(jì)算領(lǐng)域的其它研究人員也堅(jiān)信，量子比特技術(shù)已經(jīng)可以整合大量的組件。谷歌量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室和瑞格提一樣使用超導(dǎo)量子比特，其負(fù)責(zé)人預(yù)言在未來幾年，他們將能夠開發(fā)出100單位的可靠的量子比特芯片。IBM、麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室（MIT Lincoln Lab），以及其它組織均開發(fā)出了高質(zhì)量的超導(dǎo)量子比特。瑞格提此前就曾任職于IBM量子計(jì)算研究小組。
南加州大學(xué)量子信息科技中心（Center for Quantum Information Science and Technology）主任丹尼爾·里達(dá)爾（Daniel Lidar）說：“這是一個激動人心的時代，量子比特的發(fā)展并不是循序漸進(jìn)的，我們確實(shí)開始看到多個致力于開發(fā)超導(dǎo)量子比特的組織或公司向前邁出了一大步。但是，在實(shí)用的、大規(guī)模的量子芯片被制造出來之前仍然有很長的路要走，開發(fā)量子芯片需要巨大的投入。”
谷歌在線廣告業(yè)務(wù)所帶來的利潤能夠?yàn)槠淞孔佑?jì)算實(shí)驗(yàn)室?guī)砭薮蟮馁Y金和免費(fèi)資源。D-Wave作為唯一一家能夠提供大規(guī)模超導(dǎo)量子芯片的公司，雇傭了100余名員工，從眾多投資者那里募集到逾1.2億美元的資金，其中就包括亞馬遜的創(chuàng)始人杰夫·貝索斯（Jeff Bezo）和美國中央情報局。
瑞格提的公司到目前為止，已募集到5百萬美元的資金，雇傭了15位員工。他聲稱目前對該領(lǐng)域的初創(chuàng)公司有嚴(yán)格的限制，這為他們提供了較寬松的創(chuàng)業(yè)環(huán)境，公司將根據(jù)未來發(fā)展需要來籌集更多的資金，雇傭更多的員工。
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