NEC 開發全球第一個單元晶格，預計2023年 - 工程師

NEC 開發全球第一個單元晶格，預計2023年達成完全連接的量子退火機

https://bit.ly/3KCvrLP

2022 年 3 月 17 日，日本 NEC Corporation 公司開發了世界上第一個 LHZ架構的單元
電池(unit cell)，使用超導參量 (superconducting parametron) 量子比特 (qubits)
促進擴展到全連接架構。這是NEC 已經成功地展示了使用這些量子位元的量子退火操作，
這將實現高精度計算，讓NEC有機會生產一種實用型量子計算機的量子退火機 (quantum
annealing machine) 的進展機會。


組合優化對於尋找複雜網絡問題的解決方案很重要，可從大量潛在選擇中找到最佳解決方
案。1999 年，NEC 開發了一種超導量子比特用於門式(gate-type)量子計算機。此後，
NEC 將該技術應用於研發使用超導參量子量子比特的量子退火機，該機器可以高速、高精
度地解決組合優化問題。

NEC 開發具有四個Qubits的 LHZ 架構。這可以利用超導參數和電路耦合技術擴展到多個
完全連接的邏輯量子位元。NEC 利用這項新技術通過量子退火成功解決了小規模組合優化
問題，實現了世界首創。在另一個世界首創中，NEC 還開發了一種 3D 結構技術，該技術
可以有效地將許多以瓷磚圖案排列的 LHZ 單元晶格與外部設備連接起來。

通過以平鋪模式複製晶格，可以輕鬆創建一個結構，其中許多量子位元在邏輯上相互連接
，同時保持超導參數的特性，使其能夠以高精度執行計算。NEC 在實現量子退火機方面取
得了進展，該機可以高速解決大規模且複雜的組合優化問題。

NEC獲得日本新能源與產業技術開發機構 (NEDO) 委託的項目，致力於開發使用超導參數
的量子退火機。NEC 目前正在進行研究和開發，以提高超導參數在全連接架構，目標是
到 2023 年試製完成量子退火機，以加速量子計算機的發展。

[註解] LHZ scheme：LHZ 是 Lechner、Hauke 和 Zoller 提出的一種技術的縮寫。隨著
量子比特數量的增加，在硬體中很難將每個量子比特直接連接到其他每個量子比特。為了
解決這個問題，ParityQC 與 LHZ 一起提出了一種轉換，該轉換能夠使用僅與最鄰近物理
連接的量子位來獲得量子位完全連接。由四個量子位元和連接它們的中央耦合電路組成的
單位晶格可以使用類似瓷磚的模式進行複製。

[註解] 超導參量(Superconducting parametron)：由約瑟夫森結和電容器組成的超導諧
振電路，以不同相位振盪，可用作量子比特。量子比特的壽命（它決定了可以進行高速操
作的時間上限）比磁通量量子比特的壽命長一個數量級。預計在固定時間段內執行的計算
將具有更高的準確性。

[註解] 量子退火機(Quantum Annealing Machine)：利用量子力學定律搜索成本函數的最
小能量狀態的計算機。最小能量狀態對應於組合優化問題的解方，要計算的最小單位是一
個量子比特。隨著量子比特數量的增加和量子比特之間的連通性增加，可以解決更大且更
複雜的組合優化問題。
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