日本正式加入了开发自有量子计算的国家精英俱乐部。分子科学研究所推出了Shunkai系统——该国首台基于中性原子的全功能量子计算机。这不仅是一台实验装置,而是一个工作原型,在起步阶段就已运行约50个量子比特。

尤为引人关注的是该解决方案的架构。它没有采用IBM和谷歌开发中占主导地位的常见超导电路,而是使用了中性原子技术。这种方法被认为在扩展性方面更为灵活:量子比特在物理上被捕获在光学陷阱中,从而简化了它们的重组以及连接成复杂计算电路的过程。

项目的关键合作伙伴是Infleqtion公司,该公司提供了量子处理器。从已公布的计划来看,这是一项面向未来多年的战略合作。到2031年3月,开发人员计划构建一个拥有10,000个物理量子比特并具备完整纠错能力的容错系统。考虑到即使是市场领导者目前在实际层面也远未达到这样的指标,这是一个雄心勃勃的目标。

值得注意的是,日本押注的正是中性原子,而非竞争性技术。这可能表明其试图绕开超导体的局限性,因为在超导体中,随着量子比特数量的增加,保持相干性十分困难。如果500量子比特的计划能在未来几年内实现,该国将获得一个用于材料模拟、密码学和优化问题的强大工具。

然而,从当前的50个量子比特到宣称的10,000个,其间存在巨大鸿沟。每个扩展阶段都伴随着错误率上升和管理复杂性增加的风险。尽管如此,Shunkai的启动本身就是一个明确的信号:亚洲正在量子竞赛中加强自身地位,只押注美国或欧洲学派将是一个错误。

我的看法:向中性原子的转变不仅仅是一种替代方案,更可能是一次技术突破。如果日本人能够保持节奏并解决纠错问题,到2030年代初,我们或许能看到第一台真正具有商业实用价值的量子机器,这将从根本上改变行业的力量格局。