百家号|量子前哨：100万量子比特，PsiQuantum要怎样实现？ (图片来源：HPCWire)PsiQuantum由布

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(图片来源：HPC Wire)
PsiQuantum 由布里斯托大学、斯坦福大学和约克大学的四名研究人员于 2016 年创立，是少数几家低调的量子计算初创公司之一(它已累计融资约 7 亿美元) 。在技术落地上，PsiQuantum 的独特眼光在于避开了行业内对 NISQ(含噪声中等规模量子)计算机的喧嚣追逐，选择着手开发该公司自研的百万量子比特系统，一旦完成就会为许多行业领域带来巨大的收益。
所以， 100万量子比特技术落地，会是何时?
PsiQuantum表示，它将在2025年左右达成目标。目前，它正与 GlobalFoundries ( GF，格芯) 密切合作。 PsiQuantum 押注了一种基于光子学的研究方法，称为量子计算的融合架构(见文后参考论文) ，该方法主要依赖于众所周知的光学技术，但需要极其精确的制造公差才能扩大规模。此外，还依赖于操控单个光子，业内公认该研究实现起来非常困难。
PsiQuantum:光量子路线要么做大，要么放弃
量子计算的成功研制需要大型容错系统，而当前对NISQ计算机的关注方向是一条有趣但错误的道路。实现实用量子计算的最有效和最快的途径是利用(和创新)现有的半导体制造工艺，将数千个量子芯片连接在一起，以达到百万量子比特——这被广泛认为是改变化学、金融等行业游戏规则所必需的系统阈值。
渐进主义并不是坏事。事实上，这很有必要。但PsiQuantum创始人&首席科学官 Peter Shadbolt 认为，当只专注于研发 NISQ 系统时，量子计算并没有展示出优越性。

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PsiQuantum 创始人&首席科学官Peter Shadbolt(图片来源：HPC Wire)
传统的超级计算机已经非常出色了，你必须要做一些改变。你不能以渐进主义的方法前进，尤其是你不能选择依次增加5个、10个、20个、50个量子比特，直到100万量子比特，这显然不是一个好策略。当然，如果说我们计划从0直接跃升至100万也不正确。
Shadbolt说：我们正在构建一整套越来越先进的系统。可以帮助我们验证并控制电子设备、系统集成、低温技术、网络等。但我们没有花费时间和精力为它们做包装，我们也没有拼命地从没有任何计算价值的部分中提取计算价值。我们只将这些中间系统用于自研产品的学习和发展。
这与大多数量子计算公司的规划路线大不相同。 Shadbolt 表示，关于超越 NISQ 教条主义的讨论开始占据主导地位。
现在正在发生一个变化，那就是人们开始为容错量子计算机编程，而不是为 NISQ 计算机编程。这是一个可喜的变化，并且正在业内普遍发生。如果你正在为 NISQ 计算机编程，你很快就会深深地纠结于硬件未能实现的功能。你开始寻找驱动引擎，并尝试找捷径来解决只能使用极少数门的事实。因此，对 NISQ 计算机进行编程是一项引人入胜的智力活动，我自己也做过，但它很快就会形成孤岛。所以你必须选择成为一个赢家。

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(图片来源：HPC Wire)
一旦发现需要纠错，那么你就可以在与硬件无关的容错门中进行编程，而且处理简单。在许多情况下，你在容错机制中对算法进行的优化与在 NISQ 机制中进行的优化完全相反。在容错机制中可以花费更少的时间来推动整个行业前进，这非常受欢迎，他说。
通过推广 NISQ 计算机与早期量子计算生态系统的案例， PsiQuantum 借此宣传自身的进步，并和上下游商业伙伴建立多方面的合作，夯实基础。有一个古老的商业谚语说，一点点炒作往往是加速年轻产业发展的必要润滑剂。量子计算也是如此。
一个更大的问题是 PsiQuantum 会在最后阶段击败对手吗?现今， IBM已经制定了详细的路线图，并表示将在 2023 年开始使用 1000 量子比特系统来提供量子优势，并计划最终实现百万量子比特系统。英特尔则大肆宣传其 CMOS 实力，以扩大其量子点量子比特的制造规模。而D-Wave多年来一直在向商业和政府客户销售其量子退火系统。
目前还不清楚哪种量子比特技术(如基于半导体的超导、离子阱、中性原子、光子学或其他技术)将占上风?以及哪些应用将率先脱颖而出?而PsiQuantum 有着要么做大，要么放弃的坚决态度，该公司认为，其光量子路线在可制造性和可扩展性、操作环境(非超低温)、易于联网和容错方面具有明显的优势。 Shadbolt 阐述了公司的落地方案、技术优势和进展情况。