超低温设备提供商Bluefors：与量子计算“共生”

Bluefors首席销售官兼首席科学家David Gunnarsson坚持认为&＃xff0c;低温不是量子计算发展的绊脚石&＃xff0c;而是探索量子电路的机会。&＃xff08;图片来源&＃xff1a;网络&＃xff09;

低温环境对量子计算和Bluefors团队一样至关重要。

总部位于赫尔辛基&＃xff08;芬兰的首都&＃xff09;的Bluefors公司&＃xff0c;将低温技术视为一个很有价值的机会&＃xff0c;专门从事研发供应超低温稀释制冷机测量系统。

Bluefors公司首席销售官兼首席科学家David Gunnarsson博士说&＃xff1a;"在我们看来&＃xff0c;低温不是量子计算发展的绊脚石&＃xff0c;而是探索量子电路的机会。"

Gunnarsson说&＃xff1a;"量子计算机中的量子比特在自然界的‘基准线’上运行&＃xff0c;这意味着没有出错的余地&＃xff0c;量子比特在所处环境的每一次相互作用都很重要。"这就是探索量子的本质必须要具备专业低温知识的原因。Gunnarsson解释说&＃xff0c;这是一个与经典计算逻辑完全不同的环境&＃xff0c;在经典计算逻辑中&＃xff0c;0和1有余量支持&＃xff0c;即使存在环境噪音&＃xff0c;计算机也能正常运行。然而对于量子计算来说&＃xff0c;一个多余的光子就拥有破坏量子比特功能的能力。因此&＃xff0c;对环境的控制至关重要。

同时&＃xff0c;要想控制这种环境势必要面对一些挑战。制造量子比特需要精细的步骤和过程&＃xff0c;以避免在设备的物理环境中出现不必要的问题。另一个挑战是对量子比特的完全控制&＃xff0c;同时确保没有干扰信号改变其状态。

Gunnarsson说&＃xff1a;"量子计算需要低温环境的原因是今天许多量子技术方案是在对应于GHz频率信号的能级上运行。这里的优势在于&＃xff0c;商业上存在很多用于控制量子比特的微波技术&＃xff0c;并可以在高时钟计算速度下运行。"

"为了能在对应于GHz频率的能级上控制量子态&＃xff0c;量子比特的温度必须远低于100 mK。除了让量子比特设备处于超低温&＃xff0c;所有用来控制量子比特的连接都必须经过良好的过滤和屏蔽&＃xff0c;以避免任何杂散信号干扰量子比特。”Gunnarsson说道&＃xff1a;"这就是低温技术的重要性&＃xff0c;尤其是低温测量系统&＃xff0c;它可以将量子比特和测量基础设施保持在可以验证其量子性质的温度下。”

&＃xff08;图片来源&＃xff1a;网络&＃xff09;

仅仅是让量子比特相对安全地不受噪声影响就够困难了&＃xff0c;但Bluefors的团队很快认识到这是量子工程师必须要面临的挑战之一。随着量子比特的数量增加到足以进行实际计算的数量&＃xff0c;所有上述挑战仍然存在&＃xff0c;同时复杂性也在增加。

Gunnarsson说&＃xff1a;"说到低温技术&＃xff0c;这是一项成熟的技术&＃xff0c;存在将量子计算机扩展到远远超过1000个量子比特的解决方案——这也是目前在超低温下进行量子计算方案的局限所在。"

改进低温技术来迎接挑战

长期以来&＃xff0c;低温技术一直以“不可靠、实现困难、高维护成本”而著称&＃xff0c;其中一个主要因素可能是由于在低温条件下操作比室温下更困难。

随着研究发展的进步&＃xff0c;Bluefors的研究人员在支持改进低温技术以满足客户需求方面发挥了关键作用。

Gunnarsson说&＃xff1a;"在过去的20年里&＃xff0c;低温技术已然成熟&＃xff0c;如今人们可以在构建好实验室基础设施后&＃xff0c;只需按下一个按钮&＃xff0c;就能获得毫开尔文的温度&＃xff0c;而且系统可以连续运行至少一年。对量子技术的研究还改进了低温测量的设备&＃xff0c;目前量子测量所需的所有测量设备都已经有了&＃xff0c;并实现了商业化。"

Bluefors的优势

在提供科学设备、建设大规模可靠的生产线系统方面&＃xff0c;Bluefors建立了良好的口碑&＃xff0c;这些优势帮助它在少数几个能提供低于10 mK设备的公司中脱颖而出。Bluefors在质量和性能方面的领先地位&＃xff0c;也确保了它成为需要长期可靠设备的客户们的首选。

为何Bluefors在量子领域拥有这么好的口碑&＃xff1f;Gunnarsson说&＃xff1a;"Bluefors非常关注量子技术&＃xff0c;其系统既可用于学术研究&＃xff0c;也可直接用于量子计算应用系统。Bluefors与研究界共同合作&＃xff0c;采用正确的方式创建了一个开箱即用的低温测量系统&＃xff0c;满足了当下量子领域的研发需要。"

低温技术与量子技术相辅相成

量子技术的不断发展&＃xff0c;影响着低温领域现有的技术和市场&＃xff0c;不断变化的要求&＃xff0c;也对低温设备制造商提出了挑战。量子技术的进步、应用场景的不断拓展&＃xff0c;使低温环境变得越来越重要&＃xff0c;成为当今许多量子实验室的环境标准。

"我们看到&＃xff0c;对低温技术的基础研究和开发将会增长&＃xff0c;形象地说&＃xff0c;在未来实验室里有一套低温测量系统&＃xff0c;将像有一台示波器一样平常。"Gunnarsson说。

Bluefors在这种新兴的量子技术和低温技术之间的共生关系下&＃xff0c;加大投资进行产品创新和研发&＃xff0c;以跟上行业发展的步伐&＃xff0c;满足客户不断变化的需求。

Gunnarsson说&＃xff1a;"我们与业界建立合作&＃xff0c;以满足为未来的低温需求。例如我们与Linde和Afore的合作&＃xff0c;他们的技术与我们有互补性&＃xff0c;这样的合作可以推进低温测量系统的不断发展。"

此外&＃xff0c;该公司还开发了服务网络&＃xff0c;为客户提供更多便利。Gunnarsson描述了Bluefors对重点客户的从咨询到交付、再到持续维护的服务。低温系统会在出厂前进行测试&＃xff0c;运抵现场后&＃xff0c;Bluefors的专业工程师还会提供专业的安装和调试&＃xff0c;为客户提供关于系统操作的总体培训&＃xff0c;同时确保低温系统按照设定的规范运行。

Gunnarsson说&＃xff1a;"Bluefors高质量的产品都通过了工厂的功能测试&＃xff0c;在安装完毕后&＃xff0c;客户可以直接联系到维护工程师。Bluefors还有一个系列特定的服务计划&＃xff0c;客户可以选择不同的服务&＃xff0c;保障安全运营。"

文&＃xff1a;马特·斯韦恩

编译&＃xff1a;慕一

编辑&＃xff1a;王珩

注&＃xff1a;本文编译自“TQD”&＃xff0c;文章中的信息或所表述的观点意见&＃xff0c;均不代表量子前哨同意或支持。