陈巍谈芯：2 量子计算实现方式——《量子计算技术：原理 ...
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2023-08-07 09:01:32
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本著作写于2020年，中科院的团队成员为共同作者。现在分享出来供大家学习参考。
主编作者
■ 陈巍 博士
资深芯片专家，人工智能算法-芯片协同设计专家，擅长芯片架构与存算一体。国内首个可重构存算处理器架构（已在互联网大厂完成原型内测），首个医疗领域专用AI处理器（已落地应用），首个RISC-V/x86/ARM平台兼容的AI加速编译器（与阿里平头哥/芯来合作，已应用），国内首个3D NAND芯片架构与设计团队建立（与三星对标，已量产），国内首个嵌入式闪存编译器（与台积电对标，已平台级应用），国内首个90nm闪存芯片架构（与Cypress/SST对标，已量产）
1 概述
1.1 量子计算的基本概念
1.2 量子计算的发展简史
2 量子计算实现方式
2.1 综述
2.2 超导
2.3 离子阱
2.4 量子点
3 量子计算系统
3.1 量子计算控制系统
3.2 其他相关技术
4 量子计算技术的生态
4.1 各国政府投入情况
4.2 量子计算技术的主要公司
4.3 量子计算技术的市场前景
5 量子计算技术的发展趋势及预测
6 小结
参考文献
1 量子计算实现方式
1.1 综述
在对量子计算的探索过程中，科学家尝试用多种物理体系来实现量子计算，主要包括超导、离子阱、量子点、核磁共振、拓扑量子计算等，其运行方式各有不同，如囚禁原子、离子以及核磁共振体系是通过体系的内部能级编码量子位；光量子体系一般用光子两个正交的极化方向编码量子位；超导约瑟夫森结和量子点体系等用分立的能级编码量子位。表1对不同实现方式的优缺点进行了比较。
表1 量子计算不同物理实现方式对比
实现方案相对优势相对劣势超导可扩展性较好相干时间较短量子点与现有半导体工艺匹配可扩展性较差离子阱相干时间长，错误率低操作速度慢核磁共振相干时间较长可扩展性较差NV色心室温，相干时间长可扩展性较差光子相干时间长，易于网络化可扩展性较差，难以存储拓扑量子计算理论相干时间长，错误率低实验起步阶段