地表最强量子计算机汇总

明功

截止2022年1月，世界上最顶尖的可编程量子计算机列举如下（排名不分先后）：


这个列表从五个维度整理了当今量子计算机的详细性能：
量子比特数：这通常是我们最关心的指标，通常认为可运行算法的 qubit数目大于50之后，就可以实现量子霸权。
2-qubit 逻辑门保真度：这也是我们最关心的指标，因为这决定了量子计算机输出正确结果的概率，由于错误会累积，所以任何一点逻辑门错误率都会显著影响我们的最终结果----当逻辑门错误率下降一个量级，输出错误结果的概率会下降好几倍。通常认为99%的保真度是容错量子计算的阈值。
2-qubit逻辑门执行时间：这个指标决定了我们运行一个量子算法需要的时长，以及能否在我们的系统退相干之前输出结果。
相干时间 T2/ T1：这个指标决定了系统中单个量子比特的相干时间，T2是考虑了dephasing与decay的共同下的相干时间，T1是只考虑decay作用的相干时间。
量子比特连接方式：不同的连接方式决定了我们在运行工一个量子算法时，我们所消耗的资源：如果一对量子比特之间有其他量子比特，那我们需要先把这一对量子比特通过swap门移动到临近位置才能进行2-qubit逻辑门操作。

1. Google
数据来源于2019年著名的量子霸权实验 ，当时涉及到53个排列成 2D grid结构的超导量子比特芯片。从他们发表的论文来看，时至今日Google仍然在使用着这个芯片：



Google 的悬铃木芯片

2. IBM
数据来源于 IBM QV64的项目，IBM的芯片已经迭代了好几版，在 IBM云平台上提供了Falcon 和 Hummingbird 版本的详细参数，其中 Falcon包含 27个量子比特，Hummingbird 包含 65个量子比特。比特之间连接方式呈六边形格点阵列。



IBM 路线图



Hummingbird 量子比特连接方式

3. Honeywell
Honeywell 以前一直名声不响，直到2020年宣称做到了 QV 64，他们设计的系统最多可以容纳10个全局连通的量子比特。此后 Honeywell 不断地刷新着记录，从 QV 64提升至了 QV 128，最后于2021年做到了 QV 512。
列表中，Honeywell 的2-qubit gate时间数据来源于QV 64 系统的论文，×50 为考虑到ion shuttling引入的额外的时间。



H1 芯片阱系统，可以容纳10个离子量子比特

4. UMD
UMD的技术来源于Christopher Monroe，他也是IONQ的创始人，他于2020年在他的UMD的实验平台上演示了 Shor code的编码，其中涉及到13个全局连通的量子比特。此外，他与 Jungsang Kim 宣称在杜克大学的平台上实现了 32个量子比特的全局连通，2-qubit gate 保真度达到了 99.9%，但相关细节始终未发布。



13个离子量子比特排成一条长链

5. IONQ
IONQ作为一个独立公司，最新发布的数据为2019年末的 11个全局连通的量子比特的系统，平均保真度为98%。此后与2020年宣称在杜克大学的平台上实现了 32个量子比特的全局连通，但未发布细节。



IONQ 在2019年发布的系统

6. Rigetti
作为一家位于硅谷的创业公司，Rigetti 的芯片已经迭代7次了，从最开始的 8 量子比特系统逐步扩张到了 31 量子比特系统。但是其保真度始终未达到容错量子计算的阈值。



Rigetti芯片



比特连接方式

<hr/>在这个专栏中，我会不定期更新世界上最强的量子计算机以及其详细参数，如果上述信息有错误之处，可以知乎私信我更正。
十分感谢 @Narayan 对于 IBM 部分的更正。

123457439

科大最近一个62比特超导系统咋没加进去啊

默39

umd和ionq不算一家吗

福田换奥迪谱

非通用量子计算的也整一个？

mzbua44

不算，平台是独立的