滑铁卢大学团队成立开放量子设计,推出开源全栈离子阱量子计算机平台

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滑铁卢大学理学院与量子计算研究所(IQC)的研究人员表示,为推动量子计算与量子信息领域发展,他们选择以协作而非竞争的方式共享研发成果,并通过非营利组织“开放量子设计”(Open Quantum Design,OQD)推进相关工作。该组织称其拥有全球首个开源全栈量子计算机。

OQD于2024年共同创立,发起人包括滑铁卢大学物理与天文学系及IQC的教员Crystal Senko、Rajibul Islam和Roger Melko,以及首席执行官Greg Dick(理学士,1993年毕业)。团队称,该平台旨在改变量子研究成果的共享方式,为下一代量子科研人员提供入口,并为潜在的量子初创企业创造条件。

Senko表示,OQD希望提供一个共享中心,让团队在自愿基础上贡献可公开的内容;作为非营利组织,平台能够在不受商业压力影响的情况下,以更透明的方式展示进展。

据介绍,OQD的技术栈覆盖硬件、驱动硬件运行的电子与计算层,以及开源软件。其量子计算机采用离子阱技术,即在真空环境中隔离带电原子(离子),并利用激光与电磁场进行操控,使离子作为量子比特(qubit)在受控相互作用下存储与处理信息。Senko称,离子阱量子计算社区长期存在共享设计与知识的传统,OQD在此基础上进一步扩展。

OQD目前拥有30多名软件贡献者,并与数十个实验室合作伙伴协作,参与者包括滑铁卢大学本科生、合作教育员工,以及研究生和博士后研究人员。该项目建立在IQC过去八年的计算硬件开发基础之上;Senko与Islam在IQC构建的离子阱量子计算机已被纳入OQD的开源技术栈。

在合作机制上,OQD不面向个人用户招募,而是吸纳组织合作伙伴。该组织称,已与滑铁卢大学、Haiqu、Unitary基金会以及量子硬件公司Xanadu签署合作协议,合作伙伴可获得对技术栈的全面访问权限,并参与OQD的指导活动。

OQD同时指出,尽管量子力学已有百年历史,量子计算仍处于早期阶段。IQC目前正在构建并运行多种量子计算路径的实验,包括离子阱量子计算机、超导量子比特计算机、以光子作为量子比特的光子量子计算机,以及通过操控电子、原子核和量子点磁性来存储与处理信息的自旋基设备。Senko表示,研究不同计算方法具有重要意义,一个平台的经验常可启发另一个平台,同时也需要对各类方法持续投入。

团队称,除推动技术进展外,OQD也希望在人才培养与量子信息科学与技术的其他方向上发挥作用。通过开放对量子计算机的访问权限,平台可帮助软件开发者与理论研究人员在真实硬件上测试算法,从而缓解研发过程中的瓶颈。Senko表示,真实硬件的可及性对量子算法开发与测试至关重要,OQD希望通过更广泛的参与与共享基础,加快社区整体进展。

OQD表示,随着量子计算与量子信息科学持续推进,该平台试图在学术实验室与初创企业之外提供另一种路径,以开放访问与协作共享为优先,推动领域更快发展。


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