量子硬體正在走出概念驗證階段,但工程瓶頸意味著實用的大規模系統仍需數十年時間。
根據多家機構研究人員的聯合分析,量子技術已進入類似晶體管早期時代的關鍵發展階段。
來自芝加哥大學、麻省理工學院、史丹福大學、因斯布魯克大學和代爾夫特理工大學的科學家在研究中評估了六個領先的量子硬體平台,包括超導量子位、離子阱、中性原子、自旋缺陷、半導體量子點和光子量子位。
根據研究人員的說法,這項評估記錄了從概念驗證實驗到具有計算、通信、感測和模擬潛在應用的早期系統的進展。
科學家在分析中指出,複雜量子化學模擬等大規模應用需要數百萬個物理量子位和遠超當前能力的錯誤率。
根據報告,關鍵工程挑戰包括材料科學、可大規模生產設備的製造、接線和信號傳輸、溫度管理以及自動化系統控制。
研究人員將此與1960年代早期計算面臨的「數字暴政」問題進行了類比,指出需要協調工程和系統級設計策略。
分析發現,各平台的技術準備程度各不相同,超導量子位在計算方面顯示出最高的準備程度,中性原子在模擬方面,光子量子位在網絡方面,而自旋缺陷在感測方面表現最佳。
研究人員表示,目前的準備程度表明這些技術處於早期系統級演示階段,而非完全成熟的技術。根據研究,進展可能會反映經典電子學的歷史軌跡,需要數十年的漸進式創新和共享科學知識,才能使實用的大規模系統變得可行。


