NEC 开发全球第一个单元晶格，预计2023年达成完全连接的量子退火机
https://bit.ly/3KCvrLP
2022 年 3 月 17 日，日本 NEC Corporation 公司开发了世界上第一个 LHZ架构的单元
电池(unit cell)，使用超导参量 (superconducting parametron) 量子比特 (qubits)
促进扩展到全连接架构。这是NEC 已经成功地展示了使用这些量子位元的量子退火操作，
这将实现高精度计算，让NEC有机会生产一种实用型量子计算机的量子退火机 (quantum
annealing machine) 的进展机会。
组合优化对于寻找复杂网络问题的解决方案很重要，可从大量潜在选择中找到最佳解决方
案。1999 年，NEC 开发了一种超导量子比特用于门式(gate-type)量子计算机。此后，
NEC 将该技术应用于研发使用超导参量子量子比特的量子退火机，该机器可以高速、高精
度地解决组合优化问题。
NEC 开发具有四个Qubits的 LHZ 架构。这可以利用超导参数和电路耦合技术扩展到多个
完全连接的逻辑量子位元。NEC 利用这项新技术通过量子退火成功解决了小规模组合优化
问题，实现了世界首创。在另一个世界首创中，NEC 还开发了一种 3D 结构技术，该技术
可以有效地将许多以瓷砖图案排列的 LHZ 单元晶格与外部设备连接起来。
通过以平铺模式复制晶格，可以轻松创建一个结构，其中许多量子位元在逻辑上相互连接
，同时保持超导参数的特性，使其能够以高精度执行计算。NEC 在实现量子退火机方面取
得了进展，该机可以高速解决大规模且复杂的组合优化问题。
NEC获得日本新能源与产业技术开发机构 (NEDO) 委托的项目，致力于开发使用超导参数
的量子退火机。NEC 目前正在进行研究和开发，以提高超导参数在全连接架构，目标是
到 2023 年试制完成量子退火机，以加速量子计算机的发展。
[注解] LHZ scheme：LHZ 是 Lechner、Hauke 和 Zoller 提出的一种技术的缩写。随着
量子比特数量的增加，在硬件中很难将每个量子比特直接连接到其他每个量子比特。为了
解决这个问题，ParityQC 与 LHZ 一起提出了一种转换，该转换能够使用仅与最邻近物理
连接的量子位来获得量子位完全连接。由四个量子位元和连接它们的中央耦合电路组成的
单位晶格可以使用类似瓷砖的模式进行复制。
[注解] 超导参量(Superconducting parametron)：由约瑟夫森结和电容器组成的超导谐
振电路，以不同相位振荡，可用作量子比特。量子比特的寿命（它决定了可以进行高速操
作的时间上限）比磁通量量子比特的寿命长一个数量级。预计在固定时间段内执行的计算
将具有更高的准确性。
[注解] 量子退火机(Quantum Annealing Machine)：利用量子力学定律搜索成本函数的最
小能量状态的计算机。最小能量状态对应于组合优化问题的解方，要计算的最小单位是一
个量子比特。随着量子比特数量的增加和量子比特之间的连通性增加，可以解决更大且更
复杂的组合优化问题。