量子计算机最新科技（匈牙利大学参与建造欧洲超导量子计算机）

（图片来源：网络）

匈牙利布达佩斯技术与经济大学理学院（BME TTK）和维格纳物理研究中心参与了OpenSuperQPlus项目。该项目名为“开放式超导量子计算机”，于3月1日启动，汇集了来自10个欧洲国家的28个研究合作伙伴，旨在开发1000个量子比特的量子计算机，通过提供理论支持为量子计算机的发展做出贡献。两家研究机构将开发各种量子纠错和容错的计算方法，并设计量子计算机运行所需的软件程序。研究活动将由理学院理论物理系副教授János Károly Asbóth和András Pályi主持。

该项目的七年合作计划将持续到2030年。第一阶段，研究人员正在开发几个用于评估硬件和软件的系统，最初是用于特殊应用的100个量子比特的量子计算机。第二阶段，研究人员将研究1000个量子比特的量子计算机的关键组件，并确定高级开发的技术方向。预计将在化学工业、材料科学、优化挑战和机器学习领域引发重大变革。

德国Forschungszentrum Jülich的协调员Frank Wilhelm-Mauch在谈到合作的便利性时说：“要消除量子计算机中的错误并扩大其规模，克服技术挑战，需要量子领域所有人的努力，所以我们将这种量子计算系统的欧洲专家聚集在一起。”

OpenSuperQPlus项目获得了“欧洲地平线”计划的2000万欧元的支持。在项目的第一阶段，BME理学院将获得274000欧元的资金，用于科学研究活动。BME理论物理系副教授、维格纳物理研究中心高级研究员János Asbóth就该项目接受了采访。以下是访谈记录：

Q：世界上已有的量子计算机都有哪些类型？

A：这项技术仍处于起步阶段，现在的量子计算机还是雏形，量子比特数量较少。目前，即使是最先进的硬件仍然使用超导电路，利用真空中的悬浮原子也很有前途。基于这些硬件，美国和欧洲的科技巨头和初创公司构建了大约有100个量子比特的量子计算机。目前最好的可能是IBM和谷歌的量子计算机，两者都基于超导电路。谷歌的72量子比特芯片非常可靠和快速，IBM则成功地将433个量子比特集成到芯片上。最杰出的超导量子计算机之一是由苏黎世的ETH建造的，虽然只有17个量子比特，但它首次通过重复测量实现了量子纠错。这项研发工作是OpenSuperQ项目的一部分，现在升级为OpenSuperQPlus项目。

Q：匈牙利合作伙伴如何参与新项目？

A：维格纳研究中心和BME TTK将通过理论研究为该项目的成功做出贡献。一方面，他们研究哪些算法程序可以提高量子计算机原型的可靠性。另一方面，他们研究这些原型可以解决哪些任务，包括量子化学计算，以及机器学习的某些组件。

Q：目前的量子计算机还不够可靠，可能会出错吗？

A：量子计算机原型机的量子比特数量很少，还不够可靠。量子比特即使单独放置，也容易失去其量子特性。我们需要对它们进行各种操作，这些操作约有10%的误差。另外，量子比特的读出误差也比较高，约为1%至2%。提高其可靠性是一项重大的技术挑战，软件和统计手段很关键。这就是BME为OpenSuperQPlus做出贡献的地方：我们开发算法解决方案，可以减少噪声对量子计算机的影响。

Q：相比于传统计算机，量子计算机还能做什么？

A：可以在量子计算机上运行解决方案相关的计算，进行基准测试，测量各种组件的噪声水平。

Q：传统计算机在未来还将继续存在并发展吗？

A：当然！量子计算机处理一些特定问题时具有优势，但不太可能用于日常计算任务，传统计算机处理文字处理、网页浏览和内容消费等任务时更具成本效益。量子计算机也不适合存储数据，因为量子比特更容易受到噪声的影响。

Q：量子计算机可以用在哪些领域？

A：第一个应用领域很可能是加速量子化学计算。利用量子计算机解析复杂的化学反应理论，化学和制药行业都可以从中受益，因为这可以使制造工艺更高效，例如设置更节能的塑料生产流程或开发更好的药物。显而易见，量子计算机可以利用量子纠缠模拟化学反应。未来量子计算机还有哪些其他应用尚无定论，但很多人都在关注并思考这个问题。

Q：为什么这个项目对欧盟很重要？

A：OpenSuperQPlus为分散的欧洲量子计算开发社区提供资源，在构建量子计算机方面努力与美国和中国保持同步。目标是通过欧洲科学家之间的合作，到2026年建造一台100量子比特的超导量子计算机，并在十年内建造一台1000量子比特的计算机。要注意的是，发展进度不仅与美国和欧洲有关，还与学术界和私营部门有关，这就是为什么该项目的名称中有“开放”一词，因为它的目标是实施开放式科学发展。

Q：您是怎么与研究团队取得联系的？

A：我们写信给团队领导人Frank Wilhelm-Mauch，他熟悉我们的研究项目，并相信我们的参与对联盟有用。BME、维格纳物理研究中心和罗兰大学量子信息研究团队在量子信息国家实验室合作。

Q：这项国际项目对您的教学和研究有哪些积极影响？您的学生可以参与这个项目吗？

A：是的，我们已经有学生活跃在这个研究领域。这项研究也比我们在BME TTK的量子物理学和量子计算科目具有更多优势，通过与国际前沿研究人员的密切合作，我们的老师学生可以获得最先进、最有竞争力的知识。

Q：可以允许哪些学生参加这个项目？

A：我们已经有一些学生在朝着项目的目标努力，这也是我们能参与的原因之一。这些学生的研究项目将进一步得到完善，以更多地参与联盟的工作。该项目也为他们提供了一个平台，让他们可以参与前沿研究并与外国研究人员密切互动。

Q：该项目已经提上日程了吗？您将投入多少时间进行研究？

A：这项工作于3月1日开始，由于欧盟的行政程序相当缓慢，我们尚未签署协议，但已经举行了初步的在线会议。我们将于5月底召开启动会议，并与其他参与者取得了联系，他们像我们一样将参与理论方面的工作。

编译：卉可

编辑：慕一

特此说明：量子前哨翻译此文仅作信息传递和参考，并不意味着同意此文中的观点与数据。