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Zilin Lin
2024/04/12last_publish_at新興科技的科學報告

(一) 美國IBM公司

在90年代末,IBM開啟探索量子世界的旅程。從2016年開始,IBM的量子系統已實現可以透過雲端外部存取。IBM在量子領域提供完整的方案,包含硬體、中介軟體(Middleware)、演算法、軟體及函式庫(Library)。IBM於2023年推出有1,121個量子位元的量子電腦「Condor」,並計劃透過短程通訊、遠端通訊,擴展至超過10萬個量子位元。現今量子電腦的主要挑戰之一為雜訊校正(Noise Correction),IBM透過開發電路編織(Circuit Knitting)與量子無伺服器技術來應對挑戰,以解決問題。

(二) 美國微軟公司(Microsoft)

微軟致力於研究的拓撲量子位元(Topological Qubits)之量子超級電腦,能夠每秒執行100萬次的穩定量子運算(Reliable Quantum Operations Per Second, rQOPS)1,以解決現有的NISQ運算問題。微軟的拓撲量子位元具有高度可擴展性,量子位元由準粒子(Quasiparticles)構成,並藉由馬約拉納零模(Majorana zero modes, MZM)量子態,開發量子位元。此過程,微軟將量子位元技術從類比轉變為數位技術。此外,微軟結合高效能運算與AI,開發出「Azure Quantum Elements」,其目的在模擬工作流程的最佳化,以加速科學發現。

(三) 美國英特爾公司(Intel)

英特爾於2023年推出使用矽自旋(Silicon Spin)量子位元技術的晶片「Tunnel Falls」,相較其他技術小100萬倍,尺寸為50奈米x50奈米,該公司預計於2024年發布Tunnel Falls下一代矽晶片。同時,英特爾也致力於建構冷凍探測器、量子位元測試設備、全端軟體開發套件(Software Development Kit, SDK),協助研究人員執行混合(經典與量子)演算法,在短期內實現商業級量子電腦所需的數千、數百萬個量子位元。

(四) 美國Zapata Computing公司

Zapata公司致力於量子軟體與演算法的研究,開發出「Orquestra平台」,該平台可以在公有或私有雲上運作,並提供可擴充性,幫助使用者建構量子化的工作流程,然後收集與分析產生的資料。透過Orquestra平台,使用者可以在Python中建立支援量子的工作流程,也能在不同硬體後端上執行工作,還能在任何硬體上使用任何量子語言,並應用專有演算法和開源資料庫,為化學、材料、金融、物流、製藥及汽車等產業創建應用程式,解決運算能力問題。

(五) 英國Riverlane公司

Riverlane公司開發出量子電腦的作業系統「Deltaflow.OS」,以及全球首個量子錯誤解碼器(Quantum Error Decoder)「Deltaflow.Decode」。Deltaflow.OS將程式碼直接寫入控制系統的每個元件,使用現場可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA),增進可靠度並顯著提升效能,且適用於捕獲離子(Trapped Ions)、超導體(Superconducting)、矽光子學(Silicon Photonic)等多種技術。Deltaflow.Decode將每秒產生大量資料錯誤的不穩定量子位元,轉換為穩定、無錯誤的邏輯量子位元(Logical Qubits),從而實現材料、製藥、能源及航太領域的應用開發。

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