大约在一年前，霍尼韦尔宣布推出一种不同于市场现有技术的技术从而进入量子计算领域。该公司声称，由于其量子比特的性能远远优于竞争对手，因此其量子计算机在关键的基准指标上要比有更高量子比特的量子计算机性能还要好。现在，该公司终于发布了一篇详细描述了这种量子计算机的论文。但是与此同时，量子计算机的竞争格局早已发生了很大的变化。

这是一个陷阱

与IBM和Google这样的公司相比，霍尼韦尔没有使用超导电路制作量子计算机，而是使用一种被称为“捕获离子”的技术。该技术通常使用单​​个离子作为量子比特，并用激光操纵其状态。但创建离子阱计算机有多种方法，而霍尼韦尔的版本与市场上的另一种版本不同，后者是由其竞争对手IonQ制造的。

IonQ使用激光来执行操作，并且通过精心准备的光，其量子计算机可以同时对多个量子比特进行操作。从本质上讲，这允许其系统中的任何两个量子比特执行单个操作，并能构建复杂的纠缠系统。这与使用超导电路的量子计算机的行为形成对比，在超导量子计算机中，每个量子比特通常仅能直接连接到临近的量子比特。

霍尼韦尔的方法允许将任意两个量子比特相互连接。但这是通过单个光脉冲同时撞击两个离子，从而让离子彼此进行物理移动来实现的。这种方法之所以可行，是因为霍尼韦尔的离子阱不是由静态排列的磁场制成的。取而代之的是，它使用可独立控制的192个电极生成磁场。这使该设备可以创建强度和方向会发生变化的磁场，因此能创建一个离子更容易驻留的位置（这在技术上称为“势阱”）。通过改变这些电极中的电荷，可以使势阱在线性器件中上下移动，并且离子将随它们一起移动。通过合并两个势阱，可以将它们包含的离子聚集在一起，从而实现一项操作就能同时影响到它们。完成后，可以通过拆分孔将离子带回到其原始的位置。

霍尼韦尔称，将离子从阱的一端传输到另一端所需的最长时间为300微秒。系统会自动检测传输错误（例如将qubit发送到错误的位置）并可以重置整个过程，它会从读取机器状态的最后一个点开始进行计算。这些错误也极为罕见，在10,000,000次的一系列操作中，仅检测到3次运输故障。

竞争加剧

霍尼韦尔不满足于上述数据，它还转向了量子体积指标，这是最初由IBM定义的一种度量标准，影响因素包括量子比特数、测量误差、设备交叉通信及设备连接、电路软件编译效率等。量子体积越大量子计算机性能就越强大，能解决的实际问题就越多。如果系统在三分之二的时间里执行涉及其量子比特随机对的操作而且没有错误，则其量子体积将增加到2的量子比特数次幂。较高的错误率会降低量子体积，而更多的量子比特会提高错误率。

霍尼韦尔团队分别对2个、3个、4个和6个量子比特的设备进行了测试。所有这些测试都成功消除了障碍，对于不同的量子比特计数，无错误操作率通常在75％的范围内。给定6个量子比特，其结果量子体积为64，这在论文手稿提交审阅时达到了创纪录的高位。

IBM在去年夏天仅使用一台具有27个量子比特的机器就达到了霍尼韦尔的早期64量子体积，但它的错误率更高。今年3月7日，霍尼韦尔宣布其量子计算机H1型系统实现了512量子体积，是目前为止量子体积最大的商用量子计算机。这是霍尼韦尔9个月来第3次创造量子体积纪录。

但还有另一家叫IonQ的离子阱计算公司。在以前，它与IBM处于相似的位置：有更多的量子比特，但同时有更多的错误。而它在把量子比特质量提高到可与霍尼韦尔相媲美的同时，还设法使量子比特数大约增加了三倍。由于错误率低并且量子比特数量大大增加，它的量子体积超过了400万，比512高出了太多。IonQ还表示，它希望在八个月之内将其量子比特数量翻一番达到64位，而现在距离的时间只有不到三个月。

有待改进

霍尼韦尔显然已经清楚地了解其瓶颈所在：一个问题是电压发生器中的噪声，该发生器将功率馈入控制离子的电极中；另一个是系统中的自发噪声。清理其中任何一个，性能都会提高。

此外，使离子四处移动会给它们带来一些能量，因而需要在机器运行时将其不断冷却。为了防止冷却过程干扰量子比特，霍尼韦尔同时捕获来自另一个元素的第二个离子并对其进行冷却，把其变成能量海绵伴侣，以保持量子位的内部状态。这是机器运行时主要浪费时间的地方，因此提高其效率将加快运行速度。

除此之外，基本控制系统线性扩展仅扩展到一个点。添加更多与其余电极一致的电极，可以简单地俘获更多离子。目前还不清楚何时能做到这一点，但霍尼韦尔已经在考虑二维陷阱阵列和设备间离子转移等想法。（编译/Rainet）