DARPA 选择 Atom Computing、Diraq、IBM 和 IonQ 参与量子基准测试计划最终阶段 C 验证

美国国防高级研究计划局 (DARPA) 已选中四家商业量子硬件开发商——Atom Computing、Diraq、IBM 和 IonQ——进入量子基准计划 (QBI) 的 C 阶段。C 阶段代表了 DARPA 评估框架的最终验证阶段，评估重点将从理论研发蓝图审查转向对候选容错量子计算 (FTQC) 架构的直接物理测试、系统测量和经验验证。

QBI 计划于 2024 年启动，作为“公用事业规模量子计算未开发系统 (US2QC)”计划的扩展，旨在评估商业硬件平台是否能在 2033 年前实现公用事业规模的运行。DARPA 将公用事业规模定义为量子系统的计算输出价值超过其总资本和运营支出的运营阈值。新入选的这四家公司将与最初的 US2QC 试点参与者 Microsoft 和 PsiQuantum 一道进入 C 阶段验证。

1. DARPA QBI 计划结构与入选执行方矩阵

在为期一年的 B 阶段评估中，DARPA 审计了详细的研发执行计划、风险缓解模型和原型数据。随后，DARPA 的独立验证与确认 (IV&V) 团队将根据长期测试协议，对四种不同的物理量子比特模态进行评估：

2. 硬件路线图与经验性 IV&V 测试协议

在 QBI 主管 Micah Stoutimore 的管理下，C 阶段将对每个执行方的物理 QPU、控制电子设备、低温封装和软件解码器进行直接物理测试。四家执行方路线图中评估的关键技术参数包括：

• Atom Computing (中性原子)： 基准测试固定在光镊中的 1,200 多个物理中性原子阵列的系统缩放，评估高保真双量子比特门、电路中途测量和亚阈值量子纠错 (QEC) 的执行。Microsoft 为中性原子平台提供算法支持和纠错码。
• Diraq (硅自旋量子比特)： 测试 300mm CMOS 代工厂制造的绝缘体上硅 (SOI) 自旋量子比特芯片，验证其扩展路径：从在悉尼 Equinix 部署的 8 量子比特商业数据中心，到 2029 年的 150,000 个物理量子比特，以及到 2031 年在单个芯片上实现超过 200 万个物理量子比特。该项目获得了《芯片法案》3800 万美元投资意向书的支持，用于离岸制造。
• IBM (超导 Transmon)： 审计 2029 年 IBM Quantum Starling 系统架构，测试短米级量子互连、运行温度低于 15 毫开尔文的多单元低温恒温器，以及集成在 Qiskit 中的基于 FPGA 的实时量子纠错解码器。
• IonQ (离子阱)： 测试直至 2029 年的多代 Superion QPU 平台（包括 Superion 256 架构），评估 99.99% 的双量子比特门保真度、可重构光学穿梭网络以及用于大规模部署的简化硬件制造经济性。

可在 DARPA 官方门户网站此处查阅计划公告，在 IBM 新闻室此处查看技术更新，在 Diraq 新闻台此处检查硅指标，通过 IonQ 新闻稿此处查看离子阱参数，在 Atom Computing 新闻室此处查看中性原子基准测试，并阅读我们之前关于 IBM 2029 Starling 模块化低温架构的报道此处，以及 Diraq 在 Equinix 部署 8 量子比特的报道此处。

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