室温量子计算机的现状

量子计算机很酷；他们利用叠加和纠缠的亚原子现象。在量子尺度上创建信息位 1 和 0 会导致计算能力的指数优势。然而，众所周知，量子系统容易受到噪声的影响。多个噪声源会降低计算的准确性，甚至会完全破坏量子信息。
要克服的最具挑战性的噪声源之一是热噪声。为了避免这种情况，许多流行的硬件方法都被冷却到超低温。例如，超导量子计算机需要专门的真空泵和低温恒温器。这种设备很昂贵，依赖于氦气并消耗大量空间、水和电力。
迄今为止，冷却量子计算机所需的基础设施阻碍了将量子计算机带到我们的桌面。然而，新的量子计算方法正在出现，包括光子和钻石缺陷设计。这些技术在室温下运行的潜力可以显著提高量子计算的可及性，并最终带来更大的潜在市场。

光子平台量子计算使用光来形成量子比特（图 1）。这可以使用单个光子的状态（偏振/压缩）或光子束的量子态（qumodes）来实现。光子自然对热噪声更稳健，如今有多家公司正在生产不需要冷却的早期光子量子处理器。QuiX就是一个例子。

图 1：光子量子计算示意图。可以使用光存储和传输量子位，并使用光学元件进行操作。
虽然用于量子计算的可扩展和多功能光子硬件还有一段路要走，但一些特定应用的设备已经实现。其中包括来自 Orca Computing 的机器，它们能够进行时间仓玻色子采样，这是一种适合机器学习和生成建模的方法。
然而，基于光子学的量子计算方法并非没有挑战。在某些情况下，检测光子以读出量子算法的解决方案仍然依赖于过冷传感器。换句话说，量子比特可能处于室温，但检测它们的技术却并非如此。此外，更先进系统所需的纠缠光源需要进一步开发——例如，专业量子点或半导体纳米结构。虽然光子受温暖温度的影响较小，但它们仍然容易发生波导泄漏。
话虽如此，对光子量子计算的投资正在增加，到 2022 年已超过 5 亿美元。许多对更好的光子源和更低噪声架构的要求正在得到解决，人们对使用它的可扩展和多功能量子计算持乐观态度方法是可以的。该行业正在寻求利用光纤在高速通信中的现有用途，以及政府对用于密码学和网络安全的光子学日益增长的兴趣。

原文在这里 https://victorlamp.com/article/7389662261