这个消息有点令人难以置信！英国牛津大学衍生公司Oxford Ionics在7月11日宣布取得重大突破，该公司已经制造出世界上性能最高的量子芯片，并且可以在标准半导体工厂进行大规模生产。未来3年内，他们计划建造出全球第一台实用的256量子比特计算机。
最关键的是，该公司的量子芯片不需要纠错，这意味着这256个物理量子比特就相当于256个逻辑量子比特。这个成果将远远超过去年12月IBM和哈佛大学的重大突破。
目前的物理量子比特非常脆弱，即使是量子世界中最细微的影响也可能导致其退相干，改变量子态，从而无法用于量子计算。科学家们的解决办法是用多个量子位合成一个逻辑量子比特来进行纠错。据估算，需要400个物理量子位构成一个逻辑量子位来纠错，才能实现实用的量子计算。
去年12月4日，IBM发布了世界上第一个1121量子位的量子芯片Condor，通过先进的纠错算法，可以使其相当于约11个逻辑量子位。仅仅三天后，哈佛大学发布了一种全新的纠错算法，用280个物理量子位形成了48个逻辑量子位，可以处理280万亿种状态。
然而，如果牛津Ionics真的实现了256量子比特、无需纠错的量子计算机，这可能会成为王炸中的王炸，因为这个成果几乎就可以模拟青霉素分子的复杂结构。不仅如此，模拟蛋白质的折叠和优化交易策略也将变得更加容易，而使用传统计算机的话，这将占用和宇宙原子一样多的比特数。
牛津Ionics是如何实现这一壮举的呢？关键在于他们实现了用电子代替激光来操控量子比特。Ionics采用的是离子阱量子比特，也就是在电磁场中悬浮的带电原子。这种量子比特具有高稳定性、高保真度和可扩展的优势，可以保持较长时间的量子态并进行精确操作。
然而，目前的离子阱量子比特通常都是利用激光来操控，所需设备复杂且昂贵，并且激光控制精度有限，误差会不断累积，导致量子计算结果不准确。Ionics公司创造性地开发出了专利电子量子比特控制系统，并将控制它们所需的一切集成到一个硅片中，使其可以利用标准半导体制造设施和工艺进行批量生产。目前，Ionics公司单量子比特操作的保真度已达到99.9992%，双量子比特门的保真度则达到了99.97%，均创下了行业新的纪录。在量子比特数减少10倍的情况下，其性能还比此前纪录提高了两倍多。
根据量子计算行业长期的估计，如果量子计算机达到几百个保真度约为99.99%的量子比特，就将解锁具有商业价值的量子计算。Ionics公司认为，他们今天取得的成果已经证明，人类可以比预期更早地进入量子计算的新时代——只需在拇指大小的芯片上放置几百个量子比特即可。
凭借成熟的工程技术，Ionics公司现在已经开始打造一款可扩展的256位量子比特芯片，并且可以在现有的半导体生产线上制造。人类即将走进量子计算的新时代了吗？Ionics公司的回答是，再等最后3年！
