12 May
牛津仪器与Rigetti合作，加速共建英国首台商用量子计算机
牛津仪器纳米科学部正在合作开展一个为期三年的项目，该项目旨在创建与开发英国首台可用于在云端运行终端用户应用程序的商用量子计算机。
出色的制冷能力：牛津仪器纳米科学部研发的ProteoxLX稀释制冷机具有运行大规模量子计算机的冷却功率。
目前该项目正在牛津仪器纳米科学部工厂中加速进行。这家总部位于英国的专业科学设备制造商，将为量子计算联盟计划研发最先进的稀释制冷机，能够提供运行量子系统和其他凝聚态物理实验所需的极低温实验环境。量子计算联盟计划正在研发英国首台全商业化量子计算机，预计于2022年初正式上线运行终端用户的应用程序。
本次量子计算联盟计划得到了1000万英镑的投资支持，其中包括由Rigetti Computing领衔的政府量子技术挑战 (Quantum Technologies Challenge) 项目资金。Rigetti Computing总部位于加州伯克利，已经构建了一系列基于超导量子电路的量子处理器，客户可以通过基于云端的平台进行编程。最新版本的Aspen-9于2021年2月份首次部署，包含32个量子比特，在本项目中，Rigetti Computing旨在进一步扩大设计规模。
Rigetti的量子工程技术负责人Anna Stockklauser表示，“未来我们在这里建立的系统将比我们目前在美国拥有的任何系统都要庞大，该机器的初始版本将于2022年初提供给我们的英国合作伙伴使用，然后我们将随着时间的推移迭代设计。我们要确保机器的每个部分都经过仔细的验证，再去建造一个新的部分。"
牛津仪器公司负责在工厂交付，安装和维护其最新型号稀释制冷机ProteoxLX。ProteoxLX新一代稀释制冷机能够提供运行大型量子计算机所需的空间与制冷功率。同时，量子计算联盟计划的其他三方合作伙伴正专注于研发量子软件和应用。爱丁堡大学正在研究测试量子硬件和验证量子算法性能的新方法，并与渣打银行合作，推进量子机器学习在金融领域的应用。量子计算初创公司Phasecraft正用其在量子算法和高效量子软件方面的专业知识，来测试量子计算机在材料设计、能源和制药等领域的短期应用。
牛津仪器纳米科学部的Harriet van der Vliet表示：“Rigetti将是第一家将商业量子计算机放在英国的美国量子公司，对我们来说，能够成为该项目的成员是非常激动人心的。
牛津仪器纳米科学部(Oxford Instruments NanoScience)量子技术产品经理Harriet van der Vliet表示：‘’联盟中三个专注于应用的合作伙伴已经在使用Rigetti在美国的设备并已有所收获，一旦英国的量子计算机上线，他们将立即切换到英国的设备。"Rigetti将是第一家在英国投放商业量子计算机的美国量子公司，对我们来说，能成为该项目的成员是非常激动人心的。我们非常骄傲该量子计算机将直接安装在牛津仪器工厂之中，将来用户可以通过云端进行访问。
Rigetti的量子工程技术负责人Anna Stockklauser还表示：“对于Rigetti来说，在英国建立实体机构可以更好地接触当地人才和专家，并接触到出于法律和安全原因需要将数据保存在英国的重要客户，如金融和政府机构。 可以与英国充满活力和不断增长的量子生态系统建立联系对Rigetti来说是一个极好的机会。它给我们提供了许多宝贵的渠道，让我们与更多的优秀人才和机构联系起来。我们希望他们能够将我们的设备用于新的应用。在英国量子产业还在发展的初期，Rigetti很高兴参与并成为其中的一部分。”
Stockklauser也对首次与牛津仪器公司合作感到十分兴奋："牛津仪器公司是极少数能够制造适合运行超导量子计算机的设备的公司之一。对于这个计划，我们知道我们必须做大量的定制设计工作，才能将我们的系统集成到稀释制冷机中，而牛津仪器是开发这些定制产品的绝佳合作伙伴。"
量子技术的优势
Rigetti用来构建量子计算机的稀释制冷机是牛津仪器公司的最新产品ProteoxLX。ProteoxLX稀释制冷机于2021年3月美国物理学会（American Physical Society）三月会议正式发布，专门用于支持大规模量子计算。它提供了比原来ProteoxMX更大的稀释制冷单元和样品空间，以及更低的基础温度 – 7mK。针对需要大量低温放大器的量子应用需求，"LX配有还有两个脉冲管冷头，以便在4K冷盘提供更多的制冷功率。
对于构建大规模量子计算机来说，一个更重要的优势是ProteoxLX为安装量子实验提供了额外的自由度。Proteox系列的所有稀释制冷机都配备侧面装载的 "二级插件"，使整个实验装置（包括样品、同轴线和微波器件）可以在制冷机外部装配，在必要时可以随时改变设置。这种模块化的设计可以使实验可以更快地进行，特别是在多用户环境中，或者在研究团队可能想要测试不同版本的量子芯片的情况下。
Rigetti公司的Anna Stockklauser表示：“我们需要ProteoxLX稀释制冷机提供的大样品空间和大制冷功率来实现更大规模量子计算。
二级插件可以完全根据用户需求定制。"van der Vliet解释道：“对于需要大量如低温放大器、隔离器和环器等一系列低温微波器件的研究者，他们往往希望以特定的方式为他们的实验配置布线。 “在我们的可定制解决方案中，我们可以共享插件的设计图纸，并与客户一起精确地配置组件。”
图中为Rigetti公司制造的封装量子处理器，可容纳超导量子位
ProteoxLX被Rigetti公司选中的最重要一点在于 ProteoxLX的设计更进一步，配备了两个二级插件，而非一个。这实际上将实验空间扩大了一倍，提供了灵活性和可扩展性的结合。 “我们需要ProteoxLX稀释制冷机提供的大样品空间和大制冷功率来实现更大规模量子计算” Stockklauser.表示，“Rigetti是一家全栈式量子计算公司，我们构建控制电子设备、整个软件堆栈和制冷机中的硬件——二级插件选项使我们能够与牛津仪器公司合作，轻松地将稀释制冷机中的硬件与所需的定制集成在一起。”
二级插件的另一好处在于可以在系统安装之前进行配置和制造，这减少了量子实验启动和运行所需的时间。自从量子计算联盟计划于2020年秋季实施以来，美国和英国的公司一直在共享二级插件的设计文件，以完善两个二级插件的布局，这使得牛津仪器公司在项目开始后仅六个月就安装了ProteoxLX稀释制冷机及其完整的定制二级插件。
云端服务
“现在ProteoxLX已经安装完毕，并完成了最后的验收，该系统已经完全移交给Rigetti，进入项目的建设阶段。来自Rigetti公司英国团队的量子工程师，包括Stockklauser，将在牛津仪器纳米科学部工厂工作。"Stockklauser表示："直接在牛津仪器工厂测试对我们来说很有利，因为我们可以利用所有成熟的的工厂设施运行我们的实验。此外，我们在现场有稀释制冷机的专家可以提供我们在机器操作方面可能需要的任何帮助。"
对于牛津仪器来说，与Rigetti的紧密合作为其进入大规模量子计算领域提供了一个宝贵的切入点。van der Vliet表示："因为大多数商业量子计算机都在北美，拥有一台英国自己的量子计算机是非常美好的。"这个项目对英国的量子领域非常重要，作为一家英国公司，我们能如此大规模地参与到这个项目中来，真是太棒了。随着Rigetti团队来到现场，我们将继续合作，以加深对用户体验的了解，并确保ProteoxLX满足不断发展的客户需求。"
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