日本工程师启动了世界上第一台混合量子超级计算机“Reimei”。一台 20 量子比特的量子机器已经集成到世界第六快的超级计算机富岳（Fugaku）中。
混合系统旨在解决传统超级计算机需要更长时间才能解决的问题。该机器位于东京附近埼玉县的理化学研究所，主要用于支持物理和化学研究。
Reimei 的创造者 Quantinuum 和 Riken 的代表表示，将量子计算集成到 Fugaku 中是高性能计算向前迈出的重要一步。量子计算机可以在几分钟或几秒钟内完成传统计算机需要数百万年才能完成的计算。
然而，在量子计算机变得更加可靠和可扩展之前，科学家认为像 Reimei-Fugaku 这样的混合系统可能是一种更有效的解决方案。
锐美离子量子比特，实现更高精准度Reimei 的系统与大多数使用超导量子位的量子计算机不同。相反，它使用捕获离子量子比特，这项技术在稳定性和控制方面具有许多优势。
该方法涉及在电磁场中隔离带电原子或离子，从而产生所谓的离子阱。然后使用精确校准的激光操纵离子，改变其量子态来执行计算。
该技术使科学家能够操纵离子，使它们充当量子比特，存储和处理量子信息。捕获离子量子比特提供更长的相干时间并促进量子比特之间的多重耦合。相比之下，超导量子位提供更快的门耦合，并且更容易生产。
Riken 代表解释说，Quantinuum 独特的架构是选择该量子系统的一个关键原因。 Reimei 使用一种称为“离子穿梭”的工艺，可以根据需要在电路中物理移动量子位。这使得更复杂的算法和改进的量子处理成为可能。
先进的计算纠错功能量子计算中最大的问题之一是量子比特的错误。量子比特对干扰非常敏感，这会产生影响计算的“噪音”。
Quantinuum H1 系统模型 - 带有捕获离子的量子计算机
为了提高准确性，Reimei将多个物理离子量子比特组合成在多个位置存储相同信息的“逻辑量子比特”。逻辑量子位通过分散潜在的故障点来帮助减少错误。
这意味着一个量子比特的失败不会中断计算。此前，Quantinuum 取得突破，创建出错误率比物理量子比特低 800 倍的逻辑量子比特。 Reimei-Fugaku 是第一台完全运行的混合量子超级计算机。
其他公司也测试了类似的系统，例如 IQM 的 20 量子比特量子处理器，该处理器于 2024 年 6 月被集成到德国的 SuperMUC-NG 中。不过，该系统仍处于测试阶段，尚未确认公开发布日期。尽管IQM计划在2025年集成54量子比特的系统，并在2026年集成150量子比特的芯片。
随着零明的投入使用，日本在量子超级计算机集成领域占据了领先地位，为未来更先进的计算解决方案铺平了道路。
