科技巨头预计，本十年内将出现可用的量子计算机。

据 IBM、谷歌、亚马逊、微软等公司透露，美国科技公司正在竞相将量子计算机系统从实验室原型扩展到工业机器。.

芯片设计和纠错技术的突破缩小了技术差距，使一些人能够实现原本需要十年才能达成的目标，而另一些人则警告说，这条路将会更加漫长。.

IBM在6月份发布的公告详细阐述了其完整的设计方案，填补了早期计划中缺失的工程细节。该公司量子项目负责人杰伊·甘贝塔表示，他们现在拥有了一条“清晰的路径”，可以在2030年之前制造出一台在材料模拟和人工智能建模等任务上性能超越 classic人工智能计算机的机器。.

由朱利安·凯利领导的谷歌量子研究团队去年克服了其最大的技术障碍之一，并表示将在十年结束前取得成果，凯利称所有剩余的问题都是“可以克服的”。

企业努力解决规模化挑战

亚马逊量子硬件负责人奥斯卡·佩恩特警告说，即使物理学领域取得了重大突破，产业化阶段也可能需要15到30年。要实现有意义的性能，量子比特的数量必须从不足200个（量子基本单元）跃升至超过100万个。.

量子比特的不稳定性阻碍了其扩展，使其有效状态只能维持在几分之一秒之内。IBM 的 Condor 芯片拥有 433 个量子比特，但其组件之间存在干扰，Rigetti Computing 首席执行官 Subodh Kulkarni 将这个问题描述为“一个棘手的物理问题”。IBM 表示他们预料到了这个问题，目前正在使用不同的耦合器来减少干扰。.

早期的系统依赖于对每个量子比特进行单独调谐来提升性能，但这在大规模应用中行不通。目前，各公司正在开发更可靠的组件和更经济的制造方法。.

谷歌的 目标是将零部件价格降低十倍，以10亿美元的价格构建一套完整的系统。纠错机制，即在量子比特之间复制数据，以防止丢失一个量子比特导致结果出错，被视为实现规模化扩展的必要条件。

谷歌是唯一一家展示出能够随着系统规模扩大而提升纠错能力的芯片的公司。凯利表示，跳过这一步骤会导致“一台价格昂贵但输出噪音的机器”。

竞争性的设计方案和政府支持

IBM 押注于一种名为低密度奇偶校验码的另一种纠错方法，该公司声称该方法所需的量子比特数量比谷歌的表面码方法少 90%。表面码将网格中的每个量子比特与其相邻量子比特连接起来​​，但要实现有效功能，需要超过一百万个量子比特。.

IBM 的方法需要在量子比特之间建立长距离连接，这在工程设计上非常困难。IBM 声称已经实现了这一点，但像 Gartner 的 Mark Horvath 这样的分析师表示，这种设计目前仍停留在理论阶段，还需要在实际生产中得到验证。.

还有其他技术难题需要克服：简化布线、将多个芯片连接成模块、建造更大的低温冰箱以使系统保持在接近绝对零度的温度。.

使用的超导量子比特 IBM 取得了tron著进展，但难以控制。囚禁离子、中性原子和光子等替代方案更加稳定，但速度较慢，且难以连接到大型系统中。

英国环球量子公司首席执行官塞巴斯蒂安·魏特表示，政府的资助决定可能会将候选者范围缩小到少数几家。五角大楼的研究机构DARPA已启动一项审查，以dent开发实用系统的最快途径。.

亚马逊和微软正在试验新的量子比特设计，包括奇异的物质状态，而老牌厂商则在不断改进旧技术。“难就难在不可能，”霍瓦特 总结道，这体现了业界实现百万量子比特目标的决心。