IonQ推出機架式量子計算機

隨著技術的進步，當今最強大的量子計算機已不再是占據整個房間的巨大機器。IonQ表示，其新設備將安裝在標準服務器機架上，可以無縫插入任何數據中心。

近日，在弗吉尼亞州泰森市（華盛頓特區外）舉行的量子世界大會（https://www.quantumworldcongress.com/）上，該公司公布了兩款基于其離子阱技術的新型“企業級”量子計算機的設計。與這家總部位于馬里蘭州的公司以前的系統不同，兩者都被設計成適合標準服務器機柜，并與傳統的計算基礎設施集成。

Forte Enterprise將從明年開始上市，其特點是有35個“算法量子位”（AQ），這是該公司發明的一種指標，用于表示處理器中可用于有用工作的量子位數量，而不是物理量子位的絕對數量。與該公司現有的Forte計算機實現的29 AQ相比，這是一個適度的性能提升，但新設備將容納八個服務器機柜，這意味著尺寸減少了40%。該公司表示，到2025年，它將推出64-AQ Tempo，它將只適合三個機柜，是該公司第一個在某些任務上優于經典計算機的系統。

首席執行官Peter Chapman表示，向行業標準外形的轉變是該公司努力讓量子計算機更實惠的一部分，既要確保它們與現有的計算基礎設施兼容，又要使它們更容易制造。他說：“我們不僅試圖制造高性能、尖端的機器，還試圖遵循摩爾定律來降低每一代人的成本。”

Chapman說，考慮到該公司以前的電腦大約有5英尺（1.5米）寬，轉換到19英寸寬（48.3厘米寬）的服務器機柜需要進行重大的重新設計。特別是，其設備核心的光學組件不得不大幅收縮。與谷歌和IBM制造的量子計算機不同，后者使用超導電路來創建量子位，IonQ使用一種特殊的芯片來隔離單個鐿離子，并使用電磁場將其固定到位。量子位是通過向它們****激光來編程的，這需要大量的光學硬件。

Chapman說，在以前的機器中，這涉及到放置在一個大約有冰球桌大小、重約一噸的平臺上的大塊光學部件。現在已經被微光學和硅光子學的混合所取代，目標是最終將所有子系統轉移到硅光子力學。

IonQ的新機器不會是第一臺機架式量子計算機。2021年，奧地利因斯布魯克大學和一家名為Alpine Quantum Technologies的子公司的研究人員推出了一款29量子位捕獲離子計算機，可以放入一對服務器機柜中。AQT首席執行官、該大學研究員Thomas Monz表示，目前還沒有足夠的關于新電腦的細節來對其進行有意義的評論。

但Monz表示，向機架式外形的轉變表明IonQ的商業模式發生了轉變，從通過云銷售對其設備的遠程訪問轉向了硬件銷售。這可能會使擴大收入變得更具挑戰性，因為與其在同一硬件上為許多用戶提供服務，不如為每個新客戶構建新設備。

目前，IonQ在自己的設施中托管設備，并允許客戶通過亞馬遜、谷歌和微軟云服務訪問這些設備。Chapman說，部分問題在于，供應商目前沒有量子硬件的服務級別協議，這些協議可以保證客戶的可用性和性能達到一定水平。這在很大程度上是因為這需要大量的量子計算機來平衡負載，而目前該公司每一代只有一臺設備同時運行。

Chapman說：“因此，有時，如果隊列中有大量的工作，你可能需要等待數小時才能完成你的工作。要把東西投入生產，你肯定必須解決這個問題。”

Chapman表示，該公司最終希望將大量機器出售給云合作伙伴，以提供更可靠的量子云服務。但他的團隊也認為，對于很多公司來說，一臺專用的現場量子計算機是有意義的。

“We’re trying to not only build high-performance, cutting-edge machines, but also following Moore’s law in reducing the cost of every generation.”

—PETER CHAPMAN, CEO, IONQ

Chapman說，任何實時應用程序，如量子計算機的金融數據分析，都是可能的候選者。他補充道，量子化學中也有一些計算可以一次運行數月，這在云計算中并不容易。

Chapman承認，Forte Enterprise不會從事這類工作。雖然它將能夠支持大約1000個糾纏門，但該機器本質上仍然是一個研究設備。Chapman說，它的目的是為客戶提供一個平臺，讓他們開始為Tempo開發應用程序，該公司確實希望Tempo在某些問題上優于經典計算機。

IonQ已經簽署了一份向瑞士量子技術中心QuantumBasel提供Forte Enterprise和Tempo的合同，上周還宣布與美國空軍研究實驗室達成2550萬美元的協議，為其位于紐約州羅馬的工廠提供兩個系統，計劃于2024年上半年開業。