Aquila处理器内饰（图片来源：网络）

亚马逊网络服务（AWS）将在其名为Amazon Braket的特殊云服务器中托管量子计算机Aquila。这是量子计算第一次可以直接从AWS云端访问中性原子量子处理器。

而提供这台量子计算机的公司是QuEra，它一直致力于与亚马逊的AWS建立合作，这次就是双方合作的重要一步。

Aquila团队在处理器上工作（图片来源：网络）

AWS和Amazon Braket

长久以来，研究人员一直在研究量子计算，该研究与量子处理单元（QPU）背后的科学在同步发展。

量子计算领域的研究人员需要一个可以协作、共享信息和启动新项目的空间平台。于是，AWS的Amazon Braket量子计算云服务就提供了这项功能。

它维护着来自全球数据中心的200项服务，这些服务提供给想要运行网站、存储数据、处理数据和运行交易的公司。此外，AWS还可以处理人工智能例程，并运行物联网系统。

认识云

云也称为“分布式计算”。因为数据分布在许多远程计算机服务器上，互联网托管服务器，这些服务器是存储数据的地方。云可以运行软件、存储大量数据、运行算法和处理各种数据，所有这些都在本地计算机（例如个人计算机、手机或平板电脑）以外的计算机中运行。

AWS是全球最大的云服务商之一。Amazon Braket专为研究人员访问量子数据集而设计。Braket位于云端，并托管其他量子处理器以及独特的Aquila量子处理器。

Aquila团队成员（图片来源：网络）

什么是Aquila?

Aquila是第一个可访问的中性原子量子处理器。Aquila旨在解决称为“AHS”的数学问题。

从本质上讲，它可以是任何类型的任务，例如旋转晶格或处理高能物理学中的问题，然后可以表示为特定的数学对象，称为哈密顿量。

令人兴奋的是，量子计算机几乎可以立即处理这些信息。一个对象，就像一种算法一样，可以同时运行一个单独的任务，而且速度都比传统计算机快得多。

普通计算机芯片使用比特，其作用类似于微小的开关，可以处于开（1）或关（0）的位置，量子计算机中的比特可以处于 “叠加”状态，它们同时打开和关闭，或介于两者之间。

量子比特彼此之间存在关系，可以利用纠缠阻止它们独立行动。纠缠的量子共享一种状态（例如自旋或电荷），即使粒子在物理尺度上相距很远，这种关系也会继续存在。

这些计算机信息比特被称为量子比特，QuEra开发了一种可以运行256个量子比特的处理器。

量子比特在黑暗和寒冷中生长

有多种方法可以创建量子比特。

创建量子比特的方法之一是使用微波、光和磁铁操纵某些材料中单个电子的自旋。它们也可以使用中性原子或离子中的电子能级作为量子比特来创建。使用激光，将它们“激发”到更高的能级，并根据它们的能量状态分配值。产生量子比特的其他方法涉及光子、时间或超导材料。

只有少数量子处理器利用了开发量子比特的多种方法。

在Aquila中，量子比特是在真空室中由激光开发的，该真空室与外力隔离，然后冷却到接近绝对零度（-270°C）的温度。在避光和避热的情况下，量子比特位于计算机芯片上，处于黑暗和寒冷的环境之中。

当隔离并冷却时，量子比特就成为超导体，当放大时，受量子力学的影响，可以让电子自由流动，表现得像单个原子。

Aquila是一个有256量子比特的中性原子量子处理器。AWS表示，QuEra QPU的工作原理是用激光捕获原子，将它们排列成可编程的一维或二维布局，并通过范德华力诱导原子间相互作用。量子比特由原子的基态和高激发态组成，称为里德伯态。通过将原子从基态激发到激发态，QuEra QPU能够实现里德伯阻塞效应，即相邻量子比特的量子态由控制量子比特的状态固定。此外，客户可以动态调整驱动场参数，从而控制量子比特状态及其交互。

在Aquila工作的团队成员（图片来源：网络）

Aquila QPU旨在处理优化计算。这意味着量子比特可以帮助其他设备变得更加高效和精简。

量子计算机能跑多快？

量子计算机的运行速度比世界上最快的超级计算机Frontier快1.58亿倍。

Frontier是一台在美国维护的超级计算机，位于橡树岭国家实验室，是Cray模型计算机。它可以每秒运行1亿次方（10次方到15次方）浮点运算。

量子计算机可以在四分钟内完成一些超级计算机需要10,000年才能处理的事情。

Aquila量子计算机（图片来源：网络）

QuEra和亚马逊的合作

亚马逊已承诺托管Aquila中性原子量子处理器，着眼于量子计算行业的未来发展。在日益拥挤的技术领域中，亚马逊在该项目的重点一直是提供更好的技术。

Amazon Braket总经理Richard Molds说：“AWS的量子计算战略专注于客户的选择。借助Amazon Braket上的 Aquila，我们通过首次将中性原子量子计算功能引入AWS，为想要探索不同技术的客户带来了更多选择。市场上有很多量子计算技术。从我们的角度来看，Amazon Braket是探索不同方法的最佳场所。”

QuEra首席执行官Alex Keating（图片来源：网络）

QuEra希望合作伙伴能大力使用其技术，QuEra的首席执行官Alex Keating说：“在Amazon Braket云上推出Aquila是我们公司迈出的重要一步。这对QuEra来说是一个激动人心的时刻，对于整个科技行业来说，这也是一个里程碑。我们已经想到了许多工业用例，并且一直在试用该技术来开发这些用例。目前，Aquila是第一台可供所有人使用的中性原子量子计算机，几乎任何公司都可以提出其他用例，并找到自己的新方法，利用这台机器的计算能力来推进自己的业务。这非常令人兴奋，我们很自豪能成为第一个使之成为可能的人。”

编译：卉可

​编辑：慕一