量子計(jì)算被稱關(guān)乎未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)。在美國(guó)研究機(jī)構(gòu)未來(lái)今日研究所（Future Today Institute）發(fā)布的《2020年技術(shù)趨勢(shì)報(bào)告》中，提到世界科技產(chǎn)業(yè)將被一系列關(guān)鍵詞所塑造，其中就有量子計(jì)算。

　　我們就來(lái)梳理下過(guò)去半年全世界范圍內(nèi)發(fā)生的相關(guān)重大事件，了解下各個(gè)國(guó)家的量子研究布局和取得重要突破。

　　2019年8月4日 中國(guó)首次研制出24-Qubit超導(dǎo)量子比特處理器

　　中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、朱曉波、彭承志等組成的超導(dǎo)量子實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院物理研究所范桁理論小組，在超導(dǎo)量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，在一個(gè)集成了24個(gè)量子比特的超導(dǎo)量子處理器上，通過(guò)對(duì)超過(guò)20個(gè)超導(dǎo)量子比特的高精度相干調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了 Bose-Hubbard 梯子模型多體量子系統(tǒng)的模擬。

　　研究團(tuán)隊(duì)以24比特超導(dǎo)量子處理器為平臺(tái)，開(kāi)展量子多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的模擬研究，在超導(dǎo)量子芯片上實(shí)現(xiàn)了對(duì) Bose-Hubbard 梯子模型多體量子系統(tǒng)的模擬，觀察到了單激發(fā)和雙激發(fā)兩種模式下完全不同的獨(dú)特動(dòng)力學(xué)過(guò)程，顯示了超導(dǎo)量子芯片作為量子模擬平臺(tái)的強(qiáng)大應(yīng)用潛力，對(duì)強(qiáng)關(guān)聯(lián)多體系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)特性研究有重要的指導(dǎo)意義，為利用多量子比特系統(tǒng)研究多體物理系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

　　2019年9月14日 IBM和Fraunhofer宣布發(fā)起德國(guó)量子計(jì)算計(jì)劃

　　IBM和Fraunhofer宣布發(fā)起德國(guó)量子計(jì)算計(jì)劃，宣布開(kāi)設(shè)新的Quantum數(shù)據(jù)中心，并推出新型53-Qubit量子機(jī)器。

　　德國(guó)政府將在未來(lái)兩年內(nèi)投資6.5億歐元，將量子技術(shù)從最初的研究推向市場(chǎng)應(yīng)用。根據(jù)協(xié)議條款，IBM將在德國(guó)的一家工廠安裝一臺(tái)Q System One量子計(jì)算機(jī)，與Fraunhofer Society建立一個(gè)研究單位和聯(lián)盟，目的是成為量子計(jì)算研究的主要樞紐。

　　2019年9月20日 谷歌宣布實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”

　　谷歌在《自然》雜志上發(fā)表的論文顯示，最新實(shí)驗(yàn)基于一個(gè)包含54個(gè)量子比特的量子芯片“西克莫”。谷歌對(duì)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的計(jì)算問(wèn)題進(jìn)行驗(yàn)證，即使是當(dāng)今最先進(jìn)的傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)“頂點(diǎn)”也要耗時(shí)1萬(wàn)年，但“西克莫”僅用200秒便完成了運(yùn)算。谷歌由此宣稱，已經(jīng)打造出第一臺(tái)運(yùn)算能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算機(jī)。美國(guó)麻省理工學(xué)院教授威廉·奧利佛認(rèn)為，這是量子計(jì)算領(lǐng)域的“里程碑”和“非凡成就”。谷歌首席執(zhí)行官皮柴更是宣稱，此次成果在量子計(jì)算發(fā)展史上的地位，可媲美萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)時(shí)的首次試飛。

　　IBM團(tuán)隊(duì)隨后表示，谷歌的評(píng)估測(cè)試存在缺陷，根據(jù)IBM的估算，在傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)上模擬谷歌的計(jì)算結(jié)果其實(shí)只需要兩天半，根本用不了1萬(wàn)年。因此“完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無(wú)法完成的工作”這一“量子霸權(quán)”的臨界值還沒(méi)有達(dá)到。

　　2019年10月2日 量子計(jì)算機(jī)首次商業(yè)實(shí)際使用

　　OKI Data（OKI集團(tuán)打印機(jī)公司）將基于加拿大D-Wave公司提供的量子計(jì)算機(jī)應(yīng)用于OKI Data LED管理工廠的半導(dǎo)體制造機(jī)器的最佳布局計(jì)算，成功將員工移動(dòng)距離平均縮短28%。這是量子計(jì)算機(jī)的首次商業(yè)實(shí)際使用。

　　2019年12月3日 以色列投資12億謝克爾用于量子計(jì)算研究

　　以色列計(jì)劃6年投資12億謝克爾（約24.3億元人民幣）用于量子計(jì)算研究。以色列的計(jì)劃要求在六年內(nèi)投入12億謝克爾(約24.3億人民幣)。 大部分資金將來(lái)自高等教育委員會(huì)、國(guó)防部研究、武器開(kāi)發(fā)和技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施管理局以及學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的現(xiàn)有預(yù)算。 政府將投入1.9億謝克爾(約3.85億人民幣)。

　　2019年12月6日 大眾展示世界首個(gè)量子計(jì)算實(shí)時(shí)應(yīng)用

　　大眾展示世界首個(gè)量子計(jì)算實(shí)時(shí)應(yīng)用，優(yōu)化交通路線。

　　大眾專家與Hexad 的科學(xué)家和 PTV Group 合作，開(kāi)發(fā)了量子路由算法和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)行在內(nèi)部部署的 D-Wave 量子計(jì)算機(jī)上。該系統(tǒng)結(jié)合經(jīng)典(非量子)機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)交通流量和優(yōu)化車輛分配，使其變化對(duì)其他地方交通的影響最小化。

　　2019年12月7日 英特爾宣布推出新型低溫芯

　　英特爾宣布推出新型低溫芯片“Horse Ridge”，以加速量子芯片大規(guī)模集成。

　　Horse Ridge將使控制多個(gè)量子比特(量子位)成為可能，并為擴(kuò)展更大的系統(tǒng)設(shè)定一個(gè)清晰的路徑--這是量子實(shí)用性道路上的一個(gè)重要里程碑。量子計(jì)算的挑戰(zhàn)在于它現(xiàn)在只能在接近冰點(diǎn)的溫度下工作。英特爾正試圖改變這一狀況，控制芯片是在非常低的溫度下實(shí)現(xiàn)控制的一個(gè)步驟，有了它在放置量子計(jì)算機(jī)的冷藏箱可減少數(shù)百根電線。

　　Horse Ridge是英特爾與代爾夫特理工大學(xué)的研究合作者一起開(kāi)發(fā)的，采用英特爾的22納米FinFET制造技術(shù)。

　　英特爾表示，這種芯片的尺寸大約相當(dāng)于茶杯碟，可以執(zhí)行的任務(wù)數(shù)量與那些數(shù)百條電纜的傳統(tǒng)量子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是相同的。該芯片置于低溫冰箱內(nèi)，量子硬件在其中運(yùn)行，通過(guò)與編程指令對(duì)應(yīng)的電磁微波脈沖無(wú)線操作量子位。

　　此外，英特爾和微軟宣布公開(kāi)Cryo-Cmos量子控制芯片。

　　2019年12月20日 國(guó)內(nèi)第一個(gè)較為完整的量子程序設(shè)計(jì)平臺(tái)isQ正式上線

　　中國(guó)科學(xué)院軟件研究所發(fā)布消息，由其自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)第一個(gè)較為完整的量子程序設(shè)計(jì)平臺(tái)isQ正式上線。

　　“isQ”中的“is”代表軟件研究所Institute of Software，“Q”代表量子Quantum。isQ平臺(tái)是基于軟件所量子軟件團(tuán)隊(duì)多年來(lái)在量子程序設(shè)計(jì)模型、量子程序邏輯、量子程序分析算法等方面所取得的系統(tǒng)性理論成果基礎(chǔ)上成功實(shí)現(xiàn)的。該平臺(tái)包括量子程序設(shè)計(jì)、編譯、模擬、分析與驗(yàn)證等系列工具，已上線的功能主要包括編譯器、模擬器、模型檢測(cè)工具、定理證明器四部分。其中,編譯器和模擬器部分由該團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系合作完成。

　　2019年12月25日 玻色取樣量子計(jì)算刷新四項(xiàng)世界紀(jì)錄

　　中國(guó)科技大學(xué)潘建偉院士、研究的玻色取樣量子計(jì)算刷新四項(xiàng)世界紀(jì)錄。

　　中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉、陸朝陽(yáng)教授團(tuán)隊(duì)與德國(guó)、荷蘭的科學(xué)家合作，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了20光子輸入60×60模式干涉線路的玻色取樣量子計(jì)算，輸出了復(fù)雜度相當(dāng)于48個(gè)量子比特的希爾伯特態(tài)空間，其維數(shù)高達(dá)370萬(wàn)億。這個(gè)工作在光子數(shù)、模式數(shù)、計(jì)算復(fù)雜度和態(tài)空間這四個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)上都大幅超越之前的國(guó)際記錄，其中，態(tài)空間維數(shù)比國(guó)際同行之前的光量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)高百億倍。

　　美國(guó)物理學(xué)會(huì)Physics網(wǎng)站以“玻色取樣量子計(jì)算逼近里程碑”為題對(duì)該工作做了精選報(bào)道，網(wǎng)站評(píng)價(jià)認(rèn)為，這個(gè)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)接近超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，意味著量子計(jì)算領(lǐng)域的一個(gè)里程碑。

　　2020年1月9日 IBM宣布擴(kuò)展IBM Q Network

　　IBM宣布擴(kuò)展IBM Q Network。該網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在總共包括了100多個(gè)組織，新增加的組織包括跨多個(gè)行業(yè)的領(lǐng)先組織，學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，政府研究實(shí)驗(yàn)室和初創(chuàng)公司。更具體地說(shuō)，擴(kuò)展后的IBM Q Network現(xiàn)在包括高盛，富國(guó)銀行，國(guó)歌，達(dá)美航空，斯坦福大學(xué)，喬治亞理工學(xué)院，洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，AIQTech，Beit，Quantum Machines， Tradeteq和蘇黎世儀器等著名機(jī)構(gòu)和公司。

　　所有這些公司都將專注于量子計(jì)算的實(shí)際應(yīng)用，并將20萬(wàn)多名用戶連接到IBM的量子系統(tǒng)和IBM云上托管的模擬器。

　　2020年1月15日 中科大潘建偉團(tuán)隊(duì)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)對(duì)50個(gè)光子的相關(guān)操縱

　　中科大潘建偉團(tuán)隊(duì)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)對(duì)50個(gè)光子的相關(guān)操縱，驗(yàn)證量子霸權(quán)。

　　潘建偉透露，其技術(shù)路線采用玻色取樣，相比谷歌更具優(yōu)越性，預(yù)計(jì)計(jì)算速度將達(dá)到全球最強(qiáng)超級(jí)計(jì)算機(jī)“頂點(diǎn)(Summit)”的1億倍。在量子通信方面，他們計(jì)劃研制一臺(tái)光鐘，精度達(dá)到10-21秒，大概10萬(wàn)億年誤差不超過(guò)1秒鐘，這種技術(shù)也可以提供一種引力波探測(cè)的新途徑。

　　2020年3月19日 英特爾宣布Pohoiki,Springs已準(zhǔn)備就緒

　　英特爾公布了一項(xiàng)新的神經(jīng)擬態(tài)研究系統(tǒng)，并聲稱基于云計(jì)算的方式，可以解決更大規(guī)模和更復(fù)雜的問(wèn)題。英特爾將這個(gè)名為“Pohoiki Springs”的系統(tǒng)推向英特爾神經(jīng)擬態(tài)研究社區(qū)成員，后者包括來(lái)自埃森哲、空中客車等公司、政府實(shí)驗(yàn)室和學(xué)術(shù)研究人員。

　　Pohoiki Springs是一個(gè)數(shù)據(jù)中心機(jī)架式系統(tǒng)，將768塊Loihi神經(jīng)擬態(tài)研究芯片集成在5臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器大小的機(jī)箱中。這套系統(tǒng)將英特爾的Loihi神經(jīng)擬態(tài)研究芯片擴(kuò)展了750倍，同時(shí)以低于500瓦的功率運(yùn)行。

　　Loihi處理器的設(shè)計(jì)思路來(lái)源于人腦，所以Pohoiki Springs相當(dāng)于擁有1億個(gè)神經(jīng)元，它將Loihi的神經(jīng)容量增加到一個(gè)小型哺乳動(dòng)物大腦的大小。不過(guò)，該系統(tǒng)目前仍處于研究階段，其設(shè)計(jì)目的也并非取代傳統(tǒng)的計(jì)算系統(tǒng)。

　　英特爾神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室主任Mike Davies表示，這意味著，機(jī)器學(xué)習(xí)模型的學(xué)習(xí)方式與人類因戈?duì)柕膶W(xué)習(xí)方式類似，一次看到圖像或者玩具，就能永遠(yuǎn)識(shí)別它。這些模型還可以從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，幾乎在一瞬間，就可以做出比傳統(tǒng)契機(jī)學(xué)習(xí)模型更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。