2021-2025年节能路灯行业风险投资态势及投融资策略指引报告
中国量子计算原型机九章问世 2021年量子计算机行业市场深度调研
12月3日，中国科学技术大学宣布，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，构建了 76 个光子 100 个模式的量子计算原型机 “九章”，实现了具有实用前景的 “高斯玻色取样”任务的快速求解。
据介绍，近期，潘建伟团队通过自主研制同时具备高效率、高全同性、极高亮度和大规模扩展能力的量子光源，同时满足相位稳定、全连通随机矩阵、波包重合度优于 99.5%、通过率优于 98% 的 100 模式干涉线路，相对光程 10-9 以内的锁相精度，高效率 100 通道超导纳米线单光子探测器，成功构建了 76 个光子 100 个模式的高斯玻色取样量子计算原型机 “九章”。
根据目前最优的经典算法，“九章”对于处理高斯玻色取样的速度比目前世界排名第一的超级计算机 “富岳”快一百万亿倍，等效地比谷歌去年发布的 53 比特量子计算原型机 “悬铃木”快一百亿倍。
根据中研普华研究院《2018-2023年中国量子计算机行业市场深度调研与投资风险预测报告》显示：
一、超导量子比特介绍
超导量子比特是以量子力学为理论基础，约瑟夫森结(Josephson junction)为基本载体的量子两能级系统。超导量子比特具有可与传统的微电子加工技术兼容、可控性、低损耗以及可扩展性等方面的优势，所以这是一种很有前景的实现量子计算机的方案之一。对比经典比特之间的逻辑运算和计算处理，我们根据实现量子计算机的物理载体必须具备第三个条件可知，要实现可控的量子比特之间的相干性以及退相干时间，这些都是实现量子计算机的一个必要条件。
注：实现量子计算机的物理载体必须具备的条件：
(1)该量子系统是一个能很好定义的量子系统，量子比特必须是一个具有两态的量子系统，例如量子点、离子讲和超导量子比特;
(2)能精确的初始化到某一个己知的状态上，如基态、激发态;
(3)需要在量子计算机运行期间要有长的退相干时间，以保证量子计算机的操作;
(4)能够控制量子比特之间的耦合;
(5)能够正确地测量到量子比特的所处状态。
二、超导量子比特和腔的耦合
在2004年Blais将腔量子电动力学(Cavity quantum electrodynamics，Cavity QED)应用到超导电路中，提出了电路量子电动力学系统，随后传输子量子比特与三维腔耦合体系也应运而生。
Cavity QED通过高品质因数Q的谐振腔来研究原子和腔内光子之间的相互作用。外部噪声能够影响二能级系统的退相干以及影响原子和光子的相互作用过程，在表征量子比持参数过程中，可以通过高品质因数的谐振器隔离外部的电磁噪声并提髙原子的量子相干性。又因为处于激发态的原子由激发态退化到基态时恰好能够释放一个光子，所以能够很好的研究光子的量子特性等。
腔量子电动力学电路为固态量子计算提供了新的方式，并为研究超导量子比特和量子态测量提供了新的途径。腔量子电动力学的结构可以有效的隔离量子比特与外界的电磁环境极大地降低了外界电磁干扰，并且可以利用腔实现多量子比特耦合。谐振腔与量子比特耦合形成二能级系统。
图表：腔QED耦合示意
资料来源：中研普华产业研究院
两能级原子与谐振腔发生相干作用，其耦合强度为g，K为光子的衰减速率，γ是原子的衰减速率，1/Ttransit则是描述原子离开腔的频率。为了达到强耦合条件，使得g>k，γ，1/Ttransit。
那么，未来量子计算机行业将如何发展?请关注中研普华研究院报告《2018-2023年中国量子计算机行业市场深度调研与投资风险预测报告》。
