日本的富岳超级计算机在安装 Reimei 量子计算机后获得了优势。
Reimei 使用囚禁离子量子比特，而不是超导量子比特，超导量子比特涉及在电磁场中隔离带电原子或离子。 （图片来源：Getty Images/Yuichiro Chino）
日本的工程师已经启动了世界上第一台混合量子超级计算机。
这台名为 Reimei 的 20 量子比特量子计算机已集成到 Fugaku 中，后者是世界第六快的超级计算机。该混合平台将致力于处理可能需要很长时间才能完成的计算。
Reimei 的制造商 Quantinuum 和 Riken 的代表在一份联合声明中表示，这台机器位于东京附近埼玉县的理化学研究所，将主要用于物理和化学研究。
量子计算机有朝一日可能会超越经典计算机，有可能在几分钟或几秒钟内完成计算，否则当今最强大的机器需要数百万年才能完成计算。然而，科学家们表示，在量子计算机足够大和可靠之前，将它们的功能集成到超级计算机中可能是一种权宜之计。
与大多数使用超导量子比特的量子计算机不同，Reimei 使用囚禁离子量子比特。这涉及在电磁场（称为离子阱）中隔离带电原子或离子，并使用激光精确控制其量子态。
这使科学家能够纵离子，以便它们可以用作存储和处理量子信息的量子比特。囚禁离子量子比特鼓励量子比特之间建立更多连接和更长的相干时间，而超导量子比特具有更快的门连接，并且更容易在芯片上制造。
理化学研究所的代表表示，他们选择 Quintinuum 的量子计算机进行集成，因为它具有物理移动量子比特的独特架构。 这种“离子穿梭”过程允许量子比特根据需要在电路中移动，从而允许使用更复杂的算法。
纠错系统量子比特本质上是“嘈杂的”，因此为了有效地扩展量子计算机，科学家们正在开发纠错技术来提高量子比特的保真度。
在 Reimei 中，物理离子量子比特已被分组以创建“逻辑量子比特”，即一组在多个位置存储相同信息的物理量子比特。逻辑量子比特是实现所需量子比特错误减少的关键途径，因为将信息分布在不同位置会分散故障点，这意味着量子比特故障不会中断正在进行的计算。
Quaintinuum 此前在创建错误率比物理量子比特低 800 倍的逻辑量子比特方面取得了突破，并将其集成到其量子计算处理器中。
虽然 Reimei-Fugaku 是第一个全面运行的集成混合动力系统，但其他公司之前已经测试过此类系统。2024 年 6 月，IQM 将 20 量子比特量子处理器集成到德国加兴的 SuperMUC-NG 超级计算机中。
然而，该系统仍处于测试阶段，尚未确定全面投入使用的公开日期。10 月，IQM 代表宣布，该公司将在 2025 年下半年将 54 量子比特系统集成到超级计算机中，然后在 2026 年集成 150 量子比特芯片。
