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爱范儿：造口罩的霍尼韦尔，想在 5 年内将量子计算机的速度提高 10 万倍


「家里的口罩还剩两盒 ， 赶快去上网看看口罩有货没货 。 」相信大部分人在电商平台上买口罩时 ， 心中最优先的选择都是 3M 、霍尼韦尔品牌的 KN95 口罩 。 点开京东口罩排行榜 ， 霍尼韦尔排在第二位 ， 就连儿童用 KN95 口罩 ， 评价人数都达到了一万以上 ， 可见霍尼韦尔在口罩行业的影响力有多大 。
但霍尼韦尔的主业其实并不是生产口罩 ， 它是一家以航空航天事业、自动化设备、特性材料与技术为主的「世界五百强」企业 。 在这家公司内部 ， 还有一支神秘的科研团队 ， 他们既不做航天设备、更不做口罩 ， 他们专攻属于未来的技术——量子计算 。
爱范儿：造口罩的霍尼韦尔，想在 5 年内将量子计算机的速度提高 10 万倍
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▲ 霍尼韦尔的量子阱激光系统 图片来自：honeywell
今年 3 月 3 日 ， 霍尼韦尔在官网上宣布：「得益于技术上的突破 ， 我们有望在未来的 3 个月内推出世界上最强大的量子计算机 ， 其量子体积（Quantum Volume）至少可达 64 ， 是行业内竞品（IBM）的两倍 。 随后 10 年中每年以 10 倍的数量增长 ， 在 2025 年 ， 将量子计算机速度提升 10 万倍 。 」
霍尼韦尔研究量子计算并不是拍脑袋 ， 它和计算机工业曾经有着很深的关联 。 几十年前 ， 霍尼韦尔曾经进入过大型计算机市场 ， 但随着 80 年代大型计算机市场的萎缩和 IBM 等竞争对手的强大压力 ， 霍尼韦尔于 1986 年 9 月 24 日和日本 NEC 公司和法国国有计算机制造商 Groupe Bull SA 谈判 ， 寻求出售计算机业务 。
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▲ IBM 量子计算机
但霍尼韦尔并没有放弃对前沿技术的跟踪 ， 据部门总裁 Tony Uttley 透露 ， 霍尼韦尔十年前就已经开始关注并研究量子计算的方向 ， 并与五年前确定方向并启动计划 ， 组建了一个大约 100 人的研究团队开始研究 。
目前量子计算还没有出现统一的技术模式 ， 几个主流玩家选择了不同的技术方案分头竞争 。 去年大出风头的 IBM 和 Google 采用了超导量子技术 ， 微软选择了拓扑量子技术 ， 英特尔选择了自己更擅长的硅量子技术 ， D-Wave 则使用了量子退火技术 。
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▲ Google 的量子计算机
霍尼韦尔则选择了离子阱这一技术 ， 相比更成熟的超导量子位 ， 离子阱的优势在于量子比特相干时间要长很多 ， 可以执行高保真度的量子态测量与量子门操作 。 再加上理论上离子阱的中任意两个量子 bit 都可以相互作用 ， 计算的准确率也比超导量子技术要更更高 。 当然 ， 它也有需要大量激光干涉 ， 计算速度较慢等问题 。
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▲ 目前主流量子计算机方案对比
霍尼韦尔开发了一个使用底切蚀刻金电极制造的二维离子阱 ， 并将其放置在 12.6K 的超低温环境中 ， 并将镱离子（171Yb+）钡离子（138Ba+）配对放入 ， 其中镱离子是运算用量子比特 ， 钡离子是协同冷却作用 ， 这个量子计算机总共有四个量子位 。
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▲ 霍尼韦尔量子计算机元件 图片来自：honeywell
这四个量子位配合霍尼韦尔内部的独特算法 ， 可以通过 FPGA 执行特定的量子电路 ， 可以暂停量子计算并读取量子状态 。 在对结果进行分析后 ， 选择不同路径再次计算 ， 这有点像经典计算机中的「if」选择算法 ， 对量子算法来说 ， 这种计算模式开辟了新的可能性 。
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