NSF開(kāi)始努力創(chuàng)造第一個(gè)實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)

從破譯到飛機(jī)設(shè)計(jì)，存在各種領(lǐng)域的復(fù)雜問(wèn)題，即使是今天最好的計(jì)算機(jī)也無(wú)法解決。

為了加速實(shí)際量子計(jì)算機(jī)的 開(kāi)發(fā)， 有朝一日能回答當(dāng)前無(wú)法解決的研究問(wèn)題，科學(xué)基金會(huì)(NSF)已經(jīng)在五年內(nèi)向量子協(xié)同設(shè)計(jì) (STAQ)的多機(jī)構(gòu)軟件定制架構(gòu)中撥款1500萬(wàn)美元 項(xiàng)目。

“量子計(jì)算機(jī)將改變我們使用的技術(shù)以及我們?nèi)绾问褂盟囊磺?，我們?nèi)匀辉趯?shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的初步步驟，”NSF主任FranceCórdova說(shuō)。“開(kāi)發(fā)第一臺(tái)實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)將是一個(gè)重要的里程碑。通過(guò)匯集已經(jīng)勾勒出實(shí)用量子計(jì)算機(jī)之路并支持其發(fā)展的專家，NSF正在努力將量子革命從理論變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。“

今天的量子計(jì)算機(jī)大多是概念證明，證明了某些原理的可行性。雖然隨著研究人員控制和構(gòu)建量子系統(tǒng)的能力得到提高，它們的復(fù)雜性也在增加，但它們尚未解決答案未知的計(jì)算問(wèn)題。

該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)實(shí)用量子計(jì)算機(jī)的綜合方法依賴于找到基于優(yōu)化和科學(xué)計(jì)算問(wèn)題的新算法，改進(jìn)量子計(jì)算機(jī)硬件，以及開(kāi)發(fā)優(yōu)化特定機(jī)器開(kāi)發(fā)中算法性能的軟件工具。

STAQ來(lái)自NSF創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室，這是一系列為期一周的自由形式的研究之一，來(lái)自各個(gè)領(lǐng)域的研究人員，旨在產(chǎn)生創(chuàng)造性的，協(xié)作的建議，以應(yīng)對(duì)特定的研究挑戰(zhàn)。這個(gè)特殊的NSF創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室專注于 實(shí)用的全連接量子計(jì)算機(jī)挑戰(zhàn)。STAQ將涉及杜克大學(xué)，麻省理工學(xué)院，塔夫斯大學(xué)，加州大學(xué)伯克利分校，芝加哥大學(xué)，馬里蘭大學(xué)和新墨西哥大學(xué)的物理學(xué)家，計(jì)算機(jī)科學(xué)家和工程師。

STAQ研究人員將重點(diǎn)關(guān)注四個(gè)主要目標(biāo)：

開(kāi)發(fā)具有足夠大量量子位(量子位)的量子計(jì)算機(jī)，以解決具有挑戰(zhàn)性的計(jì)算。

確保每個(gè)量子位與系統(tǒng)中的所有其他量子位相互作用，這對(duì)于解決物理學(xué)中的基本問(wèn)題至關(guān)重要。

集成軟件，算法，設(shè)備和系統(tǒng)工程。

參與實(shí)驗(yàn)者，理論家，工程師和計(jì)算機(jī)科學(xué)家的平等投入。

“第一個(gè)真正有效的量子計(jì)算機(jī)不會(huì)出現(xiàn)在一個(gè)研究人員的單一學(xué)科中，”NSF首席運(yùn)營(yíng)官Fleming Crim表示。“量子計(jì)算需要來(lái)自各個(gè)領(lǐng)域的專家，個(gè)人應(yīng)用互補(bǔ)的見(jiàn)解來(lái)解決科學(xué)和工程領(lǐng)域中一些最具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。NSF的STAQ項(xiàng)目獨(dú)特地滿足了這一需求，提供了一種前沿的方法，有望大幅提升在量子計(jì)算方面的領(lǐng)導(dǎo)地位。“