ParityQC的一个研究小组在一个表讨论量子计算的体系结构

ParityQC许可的知识产权为量子计算架构的其他公司。信贷:伊丽莎白Fitsch

奥地利因斯布鲁克平价量子计算中,奥地利因斯布鲁克大学的剥离于2020年。

2013年,沃尔夫冈·莱希有一个想法,他认为可能是好得令人难以置信:一个数学技巧,将改变量子计算机编码信息。如果它工作,他认为,这将是一个大问题。理论上,量子计算机可以执行某些比传统数字计算机计算速度快许多倍,但他们对干扰非常敏感,难以扩大。莱希的脑电波为这些计算机提供一个架构是基于“平价”的概念。这可能会把他们从小型实验室设备庞大,商业机器当前棘手的解决问题的能力。

莱希,奥地利因斯布鲁克大学的物理学家,讨论了与同事的建议,但他们成功地说服自己,这是行不通的。在接下来的两年里他一直把这个想法在他的脑海中,并表示它成为了困扰。最终,凌晨3点在酒店房间里,他有一个闪光的灵感,可能意味着他毕竟parity-based方法应该工作。

他很快地申请了专利,六个月后,收到报价从一家大型科技公司的知识产权。(莱希拒绝透露该公司或提供的大小)。告诉他,这个架构有商业潜力,而且它可能会更好,尝试直接获得回报。所以他和他的同事们在因斯布鲁克大学决定拒绝这个提议,建立一个分拆公司。ParityQC成立于2020年,并被评为入围剥离奖2023。

三年的设置,该公司现在雇佣了约30人。从高科技降落可观的合同制造商和从政府——一个交易价值数千万欧元。根据莱希co-chief-executive马格达莱纳豪泽,这种早期的成功——结合欧盟赠款和奥地利和德国的政府——意味着,该公司已避免不得不争取风险投资的支持。“我们从一开始就使收入,”豪泽说。

破坏极限

量子计算机的计算能力归功于某些量子现象的量子物体。这些计算机编码数据量子位的形式,可以作为0和1同时存在,不同于传统的位,仅存在一个或另一个。可以将多个量子比特纠缠生成所有可能的值从一个字符串的同时0和1,使并行处理与经典计算机是不可能的。

但量子比特是脆弱的。他们的状态可以被丝毫的热量或其他干扰。他们的耐用性随使用的物理量子位-离子中性原子、超导电路或量子点。他们可能保持不变几秒钟,如果他们是完全孤立的或可能消失毫秒后如果他们与其他量子计算。

量子计算的第二个主要问题是量子比特的空间属性。彼此链接量子位的物理过程通常只发生在非常短的距离,如两个原子核周围电子云的重叠或两个超导电路的连接。这意味着每个量子位通常只和它最近的邻居交互,而不是量子位更远。

ParityQC的架构帮助量子计算机处理的局限性。它是通过改变量子比特的数据进行编码。而不是代表个人的价值逻辑量子位-作为指定的程序被执行物理量子比特而不是记录之间的关系对逻辑量子位平价。如果量子位元一对有相同的值,那么平价是1;如果值是不同的,那么平价是0(见“量子计算的蓝图”)。

量子计算的蓝图

信贷:协会的麦克唐纳

这种变化在编码系统基于平价转换所有操作涉及几个量子位,无论相距多远,到相当于本地交互。这消除了需要长距离的交互。和操作可以进行所有量子位同时在电脑,最大化的计算的复杂性,可以在很短的时间内执行量子位保持不变。

一个商业思维模式

因为梦想平价体系结构1,莱希和他的同事们在ParityQC和因斯布鲁克大学的学者发表的论文已经有几十个精心设计的计划。在一个最近的2,他们提出了一组特定的操作,或者盖茨,依靠奇偶编码和证实3这组会加快一些最重要的量子算法设计了到目前为止。这些包括一个算法允许量子计算机找到大量的主要因素,构成威胁互联网加密方案,依靠这样的计算的难度。

将这些知识转化为收入,ParityQC许可知识产权硬件开发人员,这样他们就可以构建芯片整合架构。豪泽说,该公司已生产许可证卖给日本电子业巨头NEC超导量子芯片和已经进入了几个财团建立针对德国政府€20亿(22亿美元)投资基金量子技术的发展。

值得注意的是,该公司联合了€8300万合同在科隆的德国航空航天中心离子阱组装电脑。连同制造商eleQtron,韦伯就已经在席根德国,NXP半导体在埃因霍温,荷兰,它赢得了合同,构建一个10-qubit演示计算机,然后开发模块化和可扩展的设备。(这种类型的计算机也正在开发的另一个剥离奖2023年的决赛,高山量子技术,尽管高山不是ParityQC协作的一部分。)

创业教练苏Sundstrom位于Clevedon英国法官2023年剥离奖,她形容的ParityQC印象深刻的分析“怎么以前完全不同的技术已经能够进入市场,赚钱”。在英国剑桥,她指出与手臂,芯片的公司开始销售蓝图在1980年代精简指令集计算机。她还赞扬了招聘的商业知识。“量子公司是非常罕见的,”她说。

评委艾米丽·麦凯,西门子能源和技术策略师位于剑桥,英国,赞扬ParityQC的努力使其架构可伸缩和适用于各种类型的硬件。“他们的研究方法是尽可能能否经得住时间的考验,”她说。(她的评论ParityQC不一定反映西门子能源的观点。)

但麦基补充说,该公司面临着“房间里的大象”——在决定是否与世界竞争或合作最大的云计算提供商,亚马逊网络服务。莱希说,ParityQC将“理想的供应商”的大公司,称其平价体系结构是适合亚马逊——计划建立量子计算机,减少错误,部分硬件和软件部分通过。“我们不联系与亚马逊,但是很乐意[是],”他说。

然而,并不是所有专家都相信平价体系结构将实现其预期的结果,至少在解决优化问题(如最大化回报的金融投资组合或减少货物车辆的行驶距离)。Itay母鸡,一个数值在洛杉矶南加州大学的物理学家,问题是否装有架构的量子计算机能够解决这样的问题更比经典计算机的速度——他说的是没有任何量子算法保证这样一个结果。“即使我们有完美的量子计算机,我们仍然不知道它是否比笔记本电脑,”他说。

莱希承认,没有一般证据表明量子计算机优于经典同行时优化问题。但他很有信心,在接下来的几年里,可能在2030年左右——平价体系结构将使量子计算机能够通过这个里程碑为一个或多个问题,与经典不可能的优化成为可能出现的新算法。“那是我们的梦想,”莱希说,“和我们努力的目标。”