Infleqtion公布一系列新技术突破 以强化其中性原子量子计算平台

企业动态 QuantumWire 2026-05-22 17:15
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2026年5月20日 -- 全球中性原子量子计算与量子传感领导者Infleqtion强调了近期在量子计算领域取得的进展,这些成果巩固了该公司朝着实用规模、容错量子计算迈进的步伐:发布了Resource-Superstaq,一个全新的开源架构级资源估算软件包;创造了铷-铯双物种纠缠门的记录;由Infleqtion量子信息首席科学家Mark Saffman教授合著的一篇新理论预印本,展示了中性原子纠缠门保真度突破99.9%的路径;以及一种用于亚多普勒冷却和光学原子输运的静态磁场方法。

这些进展共同展现了Infleqtion在中性原子量子计算领域全栈方法的优势,该方法结合了硬件感知软件、支持量子纠错的架构、高保真度双物种操作、旨在降低物理错误率的门设计理论,以及可扩展的原子运动。通过紧密耦合硬件开发、量子纠错、资源估算、编译和应用设计,Infleqtion正致力于缩短实现变革性量子计算的时间线。公布的能力旨在降低资源开销,支持更高效的魔法态生成,推进高保真度纠缠操作,并为可扩展的容错系统实现快速、原位症候群测量。

"这些突破的与众不同之处在于,我们同时在推动量子软件、硬件和理论的发展。每一个进展都代表了量子技术栈中一个不同的层面,从我们如何移动原子,到我们的量子比特表现如何,再到开发者如何与我们的系统交互。"Infleqtion首席技术官兼量子计算总经理Pranav Gokhale表示,"中性原子为我们提供了一个独特的灵活平台来实现这一点,因为在一个层面上的进步会解锁其他层面的进步。总的来说,这些突破展示了我们如何构建解锁实用规模量子计算所需的全部基础。"

用于容错应用规划的开源资源估算

Infleqtion已将resource-superstaq开源,这是Infleqtion商业Superstaq量子软件平台中工具和软件包套件的最新成员。相应的技术预印本可在《通过关键量子原语高效编译进行资源估算》中获得。

量子资源估算是现代量子应用开发的关键要素,它使开发者能够推断出大规模执行应用所需的量子计算资源,包括量子比特数和电路运行时间。将这些估算与公开的硬件路线图进行比较,是评估商业规模量子解决方案时间线最直接的方法之一。

这个新的开源软件包为客户、合作者以及为Infleqtion中性原子量子计算机准备应用的研究人员提供了一个实用的入门途径。通过估算在Infleqtion相关的中性原子架构上执行容错工作负载所需的资源,resource-superstaq使用户更清晰地了解其应用程序在Infleqtion系统上的预期性能,包括预计的量子比特需求、运行时间以及对关键编译和纠错假设的敏感性。该工具还通过帮助评估原子移动、测量区域、多物种阵列和QEC实施策略等设计选择如何影响应用级性能,来支持Infleqtion的硬件和架构开发。

由于中性原子硬件设计决策的实施和评估需要大量的理论建模和器件工程,resource-superstaq被设计为支持快速的设计迭代循环。该工具使Infleqtion能够高效地探索容错中性原子量子计算机的设计空间,并将有效的物理架构和支持QEC的中间件与高影响力应用配对。

通过使resource-superstaq开放可用,Infleqtion正让客户、合作者以及更广泛的量子研究社区更清晰地了解容错量子应用将如何在中性原子系统上运行。此次发布允许用户探索资源估算背后的假设,针对自己的工作负载测试该工具,并提出随时间推移扩展其有用性的改进。这种开放、协作的方法旨在加速应用就绪,增强对资源估算的信心,并帮助生态系统在行业向容错量子计算迈进时做出更明智的决策。

Resource-superstaq的开发是与芝加哥大学合作完成的。

"资源估算只有在反映硬件实际工作方式时才有意义。这就是与Infleqtion的合作如此有价值的原因,"芝加哥大学的Fred Chong教授表示,"resource-superstaq是围绕Infleqtion中性原子系统的真实特性构建的,这意味着它产生的估算是研究界可以实际测试、挑战并在此基础上发展的。使研究人员能够验证资源估算背后的假设,是我们可以加速通往容错量子计算之路的最佳方式之一。"

用于原位症候群测量的创纪录双物种铷-铯门保真度

Infleqtion的研究人员还展示了公司认为在中性原子量子计算平台上创世界纪录的双物种铷-铯纠缠门保真度。该工作在《使用高保真度Rb-Cs里德伯门进行量子比特症候群测量》一文中描述,报告了铷和铯原子之间的物种间里德伯门,其保真度达到0.975 ± 0.002的世界纪录。

双物种架构是Infleqtion路线图的关键要素,因为它能够为量子纠错实现快速、原位的量子非破坏性量子比特测量。通过为数据和辅助量子位使用不同的原子种类,Infleqtion的方法可以在进行测量操作时减少对邻近数据量子位的干扰,有助于避免额外的移动或存储操作,因为这些操作会减慢逻辑循环速率并增加错误。

同一项工作展示了在二量子比特和三量子比特plaquette上的多原子错误症候群测量,这是表面码量子纠错的核心构建块。Infleqtion的架构结合了由双物种方法实现的快速原位症候群测量、原位原子寻址和原子移动能力,为容错中性原子系统所需的物理操作创造了一个灵活的平台。

新理论研究展示通向>99.9%中性原子纠缠门的路径

作为对Infleqtion实验性双物种门结果的补充,由威斯康星大学麦迪逊分校发布、Infleqtion量子信息首席科学家Mark Saffman教授合著的一篇新理论预印本,确定了将中性原子纠缠门保真度提升至99.9%以上的路径。这篇题为《中性原子Förster共振的纠缠门性能与保真度极限》的文章,概述了里德伯门设计的改进如何能显著提升容错量子计算所需的核心构建块之一。

高保真度纠缠门对于减少量子纠错所需的开销至关重要。通过展示一条降低物理错误率的可信路径,这项新的理论工作补充了Infleqtion近期的硬件进展,并支持了公司朝着可扩展、容错中性原子量子计算机的更广泛路线图发展。

该结果还突显了中性原子系统的一个关键优势:能够在为量子纠错设计的平台上结合高保真度操作、灵活的连接性和可扩展的架构。与Infleqtion的双物种门演示、资源估算工具和原子运动进展相结合,这项工作加强了中性原子作为通往实用规模量子计算领先路径的理由。

"这项工作展示了一条通向纠缠门保真度超过99.9%的可信路径,这是扩展可靠量子系统的一个重要里程碑。"Infleqtion量子信息首席科学家Mark Saffman教授表示,"门性能的持续进步可以显著减少与量子纠错相关的开销,并有助于加速开发具有商业用途的量子计算机。"

用于可扩展中性原子架构的静态磁场原子输运

Infleqtion还宣布了一种用于铯原子亚多普勒冷却和光学输运的新型静态磁场技术,该技术已在《使用静态磁场对铯进行亚多普勒激光冷却和光学输运》一文中描述。该结果为原子运动这一中性原子量子计算架构的关键能力建立了一种更有效的方法。

中性原子系统依赖于准备、移动和排列原子的能力,同时保持相干性并最小化操作复杂性。传统的碱金属原子冷却通常需要随时间变化的磁场,这可能会在原子制备和相干操作之间引入不必要的耦合。Infleqtion的静态场方法能够在保持磁场梯度不变的情况下,实现铯的亚多普勒冷却和光学输运。

在报告的演示中,Infleqtion达到了17 μK的温度,直接装载到浅光学晶格中,并在相同的静态场环境中实现了超过17厘米的光学输运。这项工作通过将原子制备与需要长相干时间的区域在空间上分离开来,并每秒向科学腔室输送数百万个原子,从而支持连续操作架构。

网络研讨会将展示和讨论研究成果

Infleqtion将于2026年6月24日山地夏令时上午10:00举办网络研讨会,展示其近期成果,并讨论其对容错中性原子量子计算、资源估算、量子纠错、高保真度纠缠门设计和可扩展原子运动的影响。