新的量子处理器和 kutrits

本周三，量子计算公司 Rigetti宣布了一系列激动人心的硬件开发成果。首先，用户现在可以使用新一代芯片 Aspen-11。该芯片具有更高的性能，由 40 个量子位组成。是的，这比IBM的 100-qubit 芯片少得多，但竞争力受到的影响很小：私人测试人员可以访问 80-qubit 版本，通过连接两个芯片获得。

另外，该公司表示，它目前正在试验让测试人员访问量子位的第三种能量状态，将它们转换为 kutrits。如果 qutrit 行为一致，他们将能够使用相同的设备处理更多的数据。

更快更好

对于传统处理器，开发通常意味着更高的时钟速度和更多的内核，以及更低的功耗。对于量子计算机，最重要的指标之一是错误率，因为与普通位不同，量子位可能会丢失有关其状态的信息。Rigetti 声称在 Aspen-11 中，量子位读取错误不太常见。

与量子计算机中的时钟频率类似的是诱导量子位执行操作的信号传输速率。据该公司称，在 Aspen-11 中，工作速度提高了 2.5 倍。该指标非常重要，因为上述趋势会随着时间的推移而失去状态。你在给定的时间内挤进的操作越多，就越有可能在错误发生之前完成计算。

所有这些，加上量子比特数量的增加，都是进化改进，这是所有发展的特征量子计算领域。80-qubit Aspen-M 可能代表更重大的进步，因为它是一个两芯片组件。

尽管体积很小，但量子位明显大于传统的计算组件。控制量子位、从中读取和向其中写入数据的信号也需要与处理器的大连接。这就是限制单个芯片上可以容纳的量子位数量的原因。替代技术也存在同样的问题，例如俘获离子量子位。由于这些原因，一些公司已经开始讨论需要连接（桥接）多个芯片以增加量子比特数。

如果 Rigetti 真的解决了连接芯片的问题，那么量子计算机发展的最重要的技术障碍之一可以考虑消除。如果这个解决方案可以扩展到更多的芯片，那么我们就可以快速增加量子比特的数量。

那么kutrits呢？

该公司在一篇博客文章中表示，它正在提供对新硬件配置的实验性访问。当前可用的所有量子计算机都基于量子位。它们可以采用包含两种状态以及它们之间所有可能性的叠加的值。显然，三态系统提供的功率明显更大。

为什么还没有人实施这个？对于 transmon（Rigetti、IBM 和 Google 使用的硬件）而言，问题在于前两个状态之后可用状态的能级被不断缩小的能量分开。所以，1和2之间的差别远小于1和0之间的差别，而且在2之后情况变得更加悲惨。对于已经对电荷噪声敏感的部件，很难提供在更高级别运行所需的控制级别。

但是 Rigetti 能够通过修改其软件提供对高能态之一的可编程访问。这种创新在现实中有多有用？要回答这个问题，您必须等到测试结束。不过，即使kutrits突然变得没什么用，随着设备和算法的改进，它们也可能会重新回到现场。