Не инвестирайте, ако не сте готови да загубите всички вложени средства. Това е високорискова инвестиция и не бива да очаквате да бъдете защитени, ако нещо се обърка.

Преминаване към съдържанието
фон

Atom Computing: Квантово мащабиране с 1 225 неутрални атома

Регистрирайте се сега

Започнете своето пътуване за търговия с AI за по-малко от 30 секунди

🚀 109 потребители се присъединиха днес
  • ✔ Изтегляне по всяко време
  • ✔ Сигурен и криптиран достъп

Регистрирайки се, вие се съгласявате с нашите Условия за ползване и Политика за поверителност.

Atom Computing
Топ 21 компании за квантови изчисления Серии за дълбоко гмуркане - статия #3 от 21

⚛️ Atom Computing: Квантово мащабиране с 1 225 неутрални атома

От оптични пинсети и ядрени спинови кюбити до 24 заплетени логически кюбита с Microsoft - как платформата на Atom Computing с неутрални атоми предизвиква дуопола на свръхпроводниците и ускорява надпреварата за устойчиви на грешки квантови изчисления

1,225
Физически кубити в системата AC1000 (напълно свързани)
24
Заплетени логически кюбити (запис с Microsoft, ноември 2024 г.)
Десетки секунди
Време на кохерентност (кодиране на ядрените спинове)
10× на поколение
Траектория на мащабиране на Qubit (цел на пътната карта)

⚡ TL;DR - Защо Atom Computing е важен през 2025 г.

  • Ръководител на скалата: 1 225-кубитова система AC1000, доставена през 2025 г. - най-големият търговски наличен квантов компютър с неутрални атоми.
  • Партньорство с Microsoft: Съобщение от ноември 2024 г.: 24 заплетени логически кюбита (рекорд), интеграция с Azure Quantum, търговско внедряване от 2025 г.
  • DARPA QBI Етап Б: Избран през ноември 2025 г. заедно с IBM, Google и IonQ за финансиране от $15M+ за проучване на квантовите изчисления в комунален мащаб.
  • Предимство на неутралните атоми: Дългосрочна кохерентност (десетки секунди), измерване в средата на веригата с незабавно нулиране, директно 10x мащабиране на поколение.
  • Логически пробив в областта на кубитите: Демонстрирана е архитектура от 64 логически кюбита, 24 заплетени, изпълнен е алгоритъм от 28 логически кюбита - доказана е жизнеспособността на корекцията на грешки.
  • Глобални внедрявания: Фондация EIFO/Novo Nordisk (Дания), Университет Колорадо Аншуц (здравеопазване), NREL (енергийна мрежа), Microsoft Azure Quantum (облак).
  • Технологичен ров: Оптичните пинсети + оптичните кухини позволяват бързо мащабиране без физически отпечатък/нарастване на мощността. Устойчиви квантови изчисления.

🌌 Въведение: Революцията на неутралните атоми

От години, свръхпроводящи кюбити доминират в сферата на квантовите изчисления - модулните чипове на IBM, ключовите постижения на Google в областта на коригирането на грешки, постиженията на Rigetti в областта на производството. Но в края на 2025 г. една друга архитектура бързо набира популярност: квантови изчисления с неутрални атоми.

Atom Computing, базиран в Бъркли стартъп, основан през 2018 г. от д-р Бен Блум и д-р Джонатан Кинг, се очертава като лидер в тази област. Техният пробив: 1 225 напълно свързани кюбита в системата AC1000, което се постига с помощта на оптични пинсети, които улавят отделни стронциеви и итербиеви атоми в програмируеми 2D/3D масиви.

"Atom Computing наскоро се превърна във водещ претендент в надпреварата за квантови изчисления, устойчиви на грешки, поради лесната си способност да се мащабира до нивата на производителност, необходими за работа на ниво FTQC." - Информационен документ за Atom Computing 2025

По какво се различават неутралните атоми?

  • Мащабируемост: Atom Computing постигна 10 пъти по-голям брой кюбити от Gen 1 (100 кюбита) до Gen 2 (1225 кюбита). Пътната карта цели още 10 пъти на поколение - над 12 000 кюбита до поколение 3.
  • Дълга кохерентност: Ядрено-спиновите кюбити запазват квантова информация за десетки секунди (спрямо 100-200 μs за свръхпроводящите кюбити), което намалява грешките и опростява корекцията им.
  • Пълна свързаност: Масивите от оптични пинсети позволяват взаимодействие между всякакви кюбити, за разлика от фиксираните мрежови топологии в свръхпроводящите системи.
  • Устойчивост: С увеличаването на мащаба на системите физическият отпечатък и потреблението на енергия остават относително постоянни - няма нужда от масивни хладилници за разреждане или модернизиране на съоръженията.

През ноември 2024 г. Atom Computing си партнира с Microsoft да предоставя 24 заплетени логически кюбита-най-големият брой, регистриран по това време. Тази система ще бъде достъпна в търговската мрежа чрез Azure Quantum през 2025 г., отбелязвайки важен етап в прехода от физически кюбити към устойчиви на грешки логически кюбити.

През ноември 2025 г, DARPA избра Atom Computing за Етап B на своята Инициатива за квантов бенчмаркинг (QBI), отпускайки до $15 милиона евро за ускоряване на технологията за неутрални атоми към приложения в комунален мащаб.

Това задълбочено изследване показва как работи технологията на Atom Computing, защо неутралните атоми предизвикват дуопола на свръхпроводниците и каква е пътната карта за 2025-2030 г. за този изгряващ претендент за квантови изчисления.

Квантови компютри с неутрални атоми - концепция на работа | QuEra Computing (3:16)

🔬 Част 1: Как работят квантовите изчисления с неутрални атоми

1.1 Физиката: Оптични пипала и състояния на Ридберг

Оптични пинцети са в основата на платформата на Atom Computing. Това са силно фокусирани лазерни лъчи, които създават "капани", способни да задържат отделни неутрални атоми на място.

Как работи:

  1. Лазерно фокусиране: Лазерният лъч преминава през обектива на микроскопа, създавайки силно концентрирана светлинна точка.
  2. Взаимодействие между светлината и атомите: При подходяща дължина на вълната градиентът на интензитета създава притегателна сила, която привлича атомите към фокусната точка.
  3. Масив от пинцети: Чрез манипулиране на лазерния лъч (с помощта на акустично-оптични дефлектори или пространствени модулатори на светлината) могат да се създадат стотици до хиляди оптични пинцети едновременно в програмируеми 2D или 3D конфигурации.

Защо атомите на алкалната земя (стронций, итербий)?

Atom Computing използва стронций-87 (Sr-87) и итербий-171 (Yb-171) защото тези алкалоземни атоми имат уникални свойства:

  • Ядрено въртене: Кюбитът е кодиран в спина на ядрото на атома (по посока на часовниковата стрелка или обратно на нея). Този избор е рядкост в квантовите изчисления и осигурява две основни предимства:
    • Нечувствителност към шум: Ядрото е защитено от външни електромагнитни шумове, което позволява много дълги времена на кохерентност.
    • Няма спонтанно разпадане: За разлика от електронните състояния, кюбитите с ядрен спин не се разпадат до по-ниски енергийни състояния, което означава безкрайна теоретична памет, ако се контролира шумът.
  • Оптичен инструментариум: Атомите на алкалните земни елементи поддържат усъвършенствани оптични техники (двуфотонни преходи, лазери с малка ширина на линията), които позволяват прецизен контрол и измерване.

🔹 Ключова технология #2: Райдбергски взаимодействия за двукубитови порти

За извършване на квантови операции между кюбити Atom Computing използва Състояния на Райдберг-състояния с висока енергия, при които електронът на атома обикаля далеч от ядрото.

Процес:

  1. Възбуждане: Лазерен импулс възбужда атом от основното му състояние до състояние на Ридберг.
  2. Взаимодействие: В състояние на Ридберг електронният облак на атома е толкова голям, че "достига" и взаимодейства силно с близките атоми (дори на микрометрови разстояния).
  3. Заплитане: Това взаимодействие създава квантово заплитане между кюбитите, което позволява създаването на двукюбитни врати (напр. контролиран-NOT, контролиран-Z).
  4. Връщане в изходно състояние: След операцията на портата атомите се връщат в основното си състояние, като запазват квантовата информация в ядрения спин.

Предимство: Райдберг-медиирани порти могат да се извършват между всяка двойка кюбити в масива, като се избира кои атоми да се възбудят - така се постига пълна свързаност без физическо свързване.

1.2 Вътре в системата AC1000: От фурната до изчисленията

Платформата от второ поколение на Atom Computing (AC1000) използва дизайн с няколко вакуумни камери:

🔹 Камера 1: Източник на атоми и охлаждане

  1. Фурна: Твърд образец от алкалоземни метали (стронций или итербий) се нагрява, като се създава горещ поток от атоми.
  2. Лазерно охлаждане: Комбинация от лазери и магнитни полета бързо охлажда и забавя атомите почти до абсолютната нула, като ги спира почти напълно.
  3. Оптичен асансьор: Двойка лазерни лъчи пренасят студените атоми от камера 1 към камера 2.

🔹 Камера 2: Квантово изчисление

  1. Масив от резервоари: Охладените атоми се съхраняват в спомагателна оптична пинсета, наречена "резервоар", която може да бъде презаредена по всяко време.
  2. Изчислителен масив: Атомите се пренасят от резервоара до основния изчислителен масив, който може да побере до 1,225 атома в системите Gen 2.
  3. Изпълнение на квантови вериги:
    • Единични кубитови порти: Специфични за мястото лазерни импулси манипулират отделните кюбити. Вратите могат да се изпълняват паралелно в различни редове, което увеличава изчислителната ефективност.
    • Врати от два кубита: Възбуждането на Ридберг създава заплитане между двойки кюбити.
    • Измерване в средата на веригата: Конкретни кюбити могат да се измерват, без да се нарушават останалите, което позволява откриване на грешки в реално време.
  4. Отчитане: В края на веригата камера засича оптичната флуоресценция на кюбитите, разкривайки резултата от изчисленията като модел от 1 и 0.
  5. Незабавно нулиране: Кубитите се реинициализират и са готови да изпълнят друга квантова схема, без да се презарежда целият масив - голямо предимство по отношение на скоростта.

🔧 Ключова технология #3: Оптични кухини за масивно мащабиране

Системите от поколение 2 на Atom Computing въвеждат оптични кухини-резонансни структури, които улавят светлината и създават модели на стоящи вълни. Тези кухини позволяват:

  • Мащабируеми светлинни полета: Вместо отделни фокусирани лъчи, оптичните кухини създават периодични светлинни полета, които могат да уловят много повече атоми.
  • Растеж от порядъка на магнитуд: Системите, базирани на кухини, поддържат над 10 000 кюбита без пропорционално увеличаване на лазерната мощност или оптичната сложност.
  • Публикувани произведения: Norcia et al., "Итеративно сглобяване на масиви от атоми Yb-171 с оптични решетки с усилена кухина", PRX Quantum, 2024.

Въздействие: Това нововъведение проправя пътя към системите от поколение 3, насочени към 12 000-15 000 кюбита до 2026-2027 г.

1.3 Софтуерен стек: Системи за управление и виртуализация на Qubit

Atom Computing разработва собствени системи за контрол които организират всички операции в рамките на квантовата платформа:

  • Импулсна компилация: Квантовите вериги се съставят от прецизни последователности за синхронизиране на лазери, изображения, магнити и електрооптични компоненти.
  • Измерване в средата на веригата: Откриването на грешки в реално време идентифицира кои кюбити имат грешки, което позволява логическо разклоняване за определяне на бъдещите операции.
  • Откриване на загуба на атоми: Едно от предизвикателствата при неутралните атоми е, че те понякога изчезват (избягват от капани). Системата за контрол открива луминесценция, за да провери дали атомите са налице, и коригира загубите, без да спира изчисленията.

Интеграция с Microsoft: Хардуерът на Atom Computing се интегрира с продукта на Microsoft Azure Quantum система за виртуализация, който предвижда:

  • Виртуализация на Qubit: Абстрахира физическите кюбити в логически кюбити, като оптимизира корекцията на грешки за хардуер с неутрални атоми.
  • Хибридни работни потоци: Безпроблемна интеграция с класически HPC и AI ресурси в Azure.
  • Достъп до облака: Разработчиците могат да получат достъп до системите на Atom Computing чрез Azure Quantum, без да управляват директно хардуер.
Актуализация на квантовите изчисления за 2025 г. - ExplainingComputers (17:05) - включва атомни изчисления, Google Willow, IBM и иновации за неутрални атоми

🏆 Част 2: Пробиви и важни моменти през 2024-2025 г.

2.1 Запис: 24 заплетени логически кюбита с Microsoft (ноември 2024 г.)

През ноември 2024 г, Microsoft и Atom Computing обявиха голям пробив: 24 заплетени логически кюбита-най-големият брой, регистриран по това време.

"Като свързваме нашите най-съвременни неутрално-атомни кюбити със системата за кюбитна виртуализация на Microsoft, сега можем да предложим надеждни логически кюбити на търговска квантова машина." - Бен Блум, основател и главен изпълнителен директор, Atom Computing

Технически подробности:

  • Архитектура: 20 логически кюбита, създадени от 80 физически кюбита (съотношение на кодиране 4:1).
  • Алгоритъм: Успешно стартирахте Алгоритъм на Бернщайн-Вазирани, който демонстрира квантовата суперпозиция и интерференция. Въпреки че това е алгоритъм за доказване на концепцията, той потвърждава, че логическите кюбити могат да извършват изчисления с по-добра от физическата точност.
  • Корекция на загубата на атоми: Системата многократно открива изчезването на неутрални атоми и коригира загубите. без спиране на изчисленията-за първи път в областта на квантовите изчисления.
  • Потискане на грешките: Логическите кюбити показаха подобрение на производителността в сравнение с физическите кюбити, което потвърждава, че корекцията на грешки работи по предназначение.

Защо това е важно:

  • Търговска жизнеспособност: Логическите кюбити са в основата на устойчивите на грешки квантови изчисления. Тази демонстрация доказва, че неутралните атоми са готови за ранни търговски приложения.
  • Партньорство с Microsoft: Интеграцията на Azure Quantum осигурява достъп до облака, като прави технологията на Atom Computing достъпна за изследователи и предприятия в световен мащаб.
  • Конкурентно позициониране: Към момента на обявяването на проекта той изпреварваше конкуренти като Quantinuum (12 логически кюбита с Microsoft през септември 2024 г.).

2.2 Система AC1000: 1 225 кубита на разположение в търговската мрежа (2025 г.)

Второ поколение система на Atom Computing, AC1000, влязъл в търговска експлоатация през 2025 г:

Спецификация AC1000 (Gen 2) Система от първо поколение
Физически кубити 1 225 (напълно свързани) ~100
Тип Qubit Ядрен спин (Yb-171, Sr-87) Ядрен спин
Време на кохерентност Десетки секунди Десетки секунди
Попълване на масива >99% (почти идеален) ~95%
Измерване в средата на веригата Да, с незабавно нулиране Да
Логически кубити Демонстрирана 64-логическа кюбитова архитектура; над 50 търговски предложения N/A
Достъп до облак Microsoft Azure Quantum Ограничен
Наличност на място Да (въвеждане през 2025 г.) Не

Основни иновации в AC1000:

  • Оптични кухини: Оптичните решетки, подсилени с кухини, позволяват мащабируемо зареждане и манипулиране на атоми (Norcia et al., PRX Quantum 2024).
  • Висококачествени порти: Двукюбитните врати, използващи състояния на Ридберг, постигат вярност >99% (Muniz et al., arXiv 2024).
  • Коригиране на грешки в реално време: Измерването в средата на веригата с микросекундно закъснение позволява динамична корекция на грешките по време на изчисленията.

2.3 Избор на етап Б на DARPA QBI (ноември 2025 г.)

През ноември 2025 г, DARPA избра Atom Computing за етап Б на своята Инициатива за квантов бенчмаркинг (QBI). Целта на програмата е да се определи дали до 2033 г. може да бъде разработен квантов компютър, който да е полезен за промишлеността - такъв, чиято изчислителна стойност надвишава цената му.

Подробности за етап Б:

  • Финансиране: До $15 милиона за една година
  • Цел: Демонстриране на квантови операции с неутрални атомни системи в комунален мащаб
  • Състезание: 11 компании преминаха в етап Б, включително IBM, Google, IonQ, Quantinuum, QuEra (също неутрално-атомни)
  • Критерии за оценка: Ценова ефективност, мащабируемост, специфична за приложението производителност (а не само суров брой кюбити)
"Atom Computing демонстрира квантови операции в полезен мащаб и привлече вниманието на DARPA. Програмата QBI ще ускори нашата пътна карта към системи, устойчиви на грешки." - Atom Computing Съобщение за пресата, ноември 2025 г.

Защо DARPA избра Atom Computing:

  • Мащабируемост: Растежът от 10× кубита на поколение е несравним сред конкурентните платформи
  • Логически напредък на Qubit: 24 заплетени логически кюбита и изпълнение на алгоритъм с 28 логически кюбита демонстрират готовност за коригиране на грешки
  • Устойчивост: Системите с неутрални атоми се мащабират, без да се увеличава физическият отпечатък или потреблението на енергия

2.4 Глобални внедрявания: Дания, здравеопазване, енергетика

Системите Atom Computing се използват в цял свят за научни изследвания и търговски приложения:

🔹 QuNorth: Партньорство с Дания (юли 2025 г.)

  • Партньори: EIFO (Европейски интердисциплинарен форум) и Фондация Ново Нордиск
  • Система: "Най-мощният квантов компютър в света" в процес на разгръщане - AC1000 с над 1 225 кюбита
  • Местоположение: Първата в скандинавския регион квантова система от ниво 2 (устойчива)
  • Приложения: Откриване на лекарства, материалознание, оптимизация на здравеопазването

🔹 Университет Колорадо Аншуц: Приложения в здравеопазването

  • Фокус: Квантови изчисления за здравеопазването - диагностика, персонализирана медицина, моделиране на лекарствени взаимодействия
  • Съобщение за партньорство: 2024
  • Цел: Изследване на квантови алгоритми, които могат да обработват сложни набори от биологични данни

🔹 NREL (Национална лаборатория за възобновяема енергия): Energy Grid (Енергийна мрежа)

  • Фокус: Връзка на квантови компютри с оборудване на електропреносната мрежа
  • Съобщение: 2023 г. (ранно партньорство)
  • Приложения: Оптимизация на мрежата, интегриране на възобновяема енергия, реакция при бедствия

💡 AI Подсказка: Сравнете неутрално-атомните и свръхпроводящите кубити

Подкана: "Създайте подробна таблица за сравнение между квантовите изчисления с неутрални атоми (като Atom Computing) и свръхпроводящите квантови изчисления (като IBM Quantum), обхващаща: време на кохерентност, точност на порта, мащабируемост, свързаност, работна температура, физически отпечатък и готовност за коригиране на грешки. Включете плюсове и минуси за всеки подход."

⚔️ Част 3: Атомни изчисления срещу квантовото поле

3.1 Конкуренти на неутралните атоми: QuEra, Pasqal, Infleqtion

Atom Computing не е сам в пространството на неутралните атоми. Няколко конкуренти развиват подобна технология:

Компания Местоположение Кубити (2025 г.) Ключов диференциатор
Atom Computing САЩ (Бъркли, Калифорния) 1,225 Кубити с ядрен спин; партньорство с Microsoft; 24 логически кубита; DARPA QBI Stage B
QuEra Computing САЩ (Бостън, Масачузетс) 256 (Aquila в Amazon Braket) Публичен достъп до облак; аналогова квантова симулация; Харвардски спин аутсорсинг; DARPA QBI Stage B
Pasqal Франция (Париж) 100-200 (различни системи) Фокус върху Европа; локални внедрявания; партньорство с Aramco (200-кубитова система Dhahran)
Infleqtion САЩ (Боулдър, CO) ~100 (с фокус върху сензориката) Квантови сензори и навигация; атомни часовници; радиочестотни апертури; двойна насоченост (изчисления + сензори)

Предимства на Atom Computing:

  • Ръководство на броя на кубитите: 1 225 кубита значително надхвърлят QuEra (256) и Pasqal (200)
  • Логически напредък на Qubit: 24 заплетени логически кюбита е най-високият показан в системи с неутрални атоми.
  • Партньорство с Microsoft: Интеграцията на Azure Quantum осигурява достъп до облака на ниво предприятие и виртуализация на кюбити
  • Кодиране на ядрени спинове: Уникален подход с по-добри времена на кохерентност в сравнение с кодирането в електронно състояние

3.2 Свръхпроводимият дуопол: IBM и Google

Най-голямото предизвикателство пред Atom Computing не са други стартиращи компании за неутрални атоми - това е свръхпроводим дуопол на IBM и Google.

Метричен IBM Quantum Google Quantum AI Atom Computing
Физически кубити (2025 г.) 1,121 (Condor) 105 (Върба) 1,225 (AC1000)
Логически кубити Цели на пътната карта за 2026 г. Експоненциално потискане на грешки (от 3×3 до 7×7 решетки) 24 entangled (запис)
Време на кохерентност 100-200 μs 100-200 μs Десетки секунди (100 000-200 000 μs)
Свързаност Фиксирана мрежа (най-близък съсед) Фиксирана мрежа (най-близък съсед) От всеки до всеки (оптична пинсета)
Предизвикателство за мащабиране Хладилници за разреждане; сложност на окабеляването Изработване на чипове; кръстосани връзки Зареждане на атоми; вярност на Ридберговата врата
Работна температура ~15 mK (миликелвина) ~15 mK ~1 μK (микрокелвин, но инфраструктура при стайна температура)
Консумация на енергия Висока (мащабира се с броя на кюбитите) Висока Сравнително постоянни (лазери + вакуум)
Пазарна зрялост Много висока (над 100 внедрени системи) Висока (ограничен външен достъп) Умерена (над 10 внедрени системи)

Анализ:

  • Atom Computing печели: Време на кохерентност, свързаност, енергийна ефективност
  • IBM/Google Win: Пазарна зрялост, екосистема (софтуер, партньорства), производствена инфраструктура
  • Дива карта: Състезание за логически кюбити - 24-те заплетени логически кюбита на Atom Computing (ноември 2024 г.) срещу демонстрациите на Google за потискане на грешки (декември 2025 г.). И двата подхода са валидни, но мащабирането на логическите кюбити е критичното поле на битката през 2026-2027 г.

📊 Експертен консенсус от есента на 2025 г.

Според анализа на Стенли Ламан от ноември 2025 г:

"Най-значимото развитие в quantum ai Есенният пробив на 2025 г. в областта на компютърните технологии не беше 1121-кубитовият процесор на IBM или корекцията на грешки на Google. Това беше Atom Computing и демонстрацията на QuEra, че системите с неутрални атоми могат да се увеличат по-бързо и да работят по-устойчиво от свръхпроводимите подходи..”

3.3 Конкуренти с уловени йони: IonQ, Quantinuum

Системите с уловени йони (IonQ, Quantinuum) предлагат трети подход с най-висока вярност на портата (99.9%+), но са изправени пред предизвикателства, свързани с мащабируемостта:

  • IonQ: ~100 кюбита в системата Aria; демонстрирана е висока точност, но ограничено мащабиране
  • Quantinuum: ~56 кюбита (H2); 12 логически кюбита с Microsoft (септември 2024 г.); силен квантов обем

Позиция на Atom Computing:

  • Предимство на мащабируемостта: 1225 кюбита срещу ~100 за уловени йони
  • Компромис с верността: Хванатите в капан йони имат по-висока точност на едно-/двукубитовите портали, но дългата кохерентност на Atom Computing компенсира по-ниската точност чрез корекция на грешки.
  • Логическа надпревара с кубити: Atom Computing (24 логически) срещу Quantinuum (12 логически) - и двете постигнати с партньорства с Microsoft
Компанията обещава да създаде квантови компютри в Колорадо - FOX31 Denver (1:00) - Производственото съоръжение на Atom Computing в Боулдър

🚀 Част 4: Пътна карта 2026-2030 и смели прогнози

4.1 Пътна карта на Atom Computing

Целите на Atom Computing 10× мащабиране на кюбита на поколение:

Поколение Година Физически кубити Логически кубити (приблизително) Основни етапи
Gen 1 2021-2023 ~100 N/A Доказване на концепцията; измерване в средата на веригата
Gen 2 (AC1000) 2024-2025 1,225 24 заплетени; 50+ търговски Партньорство с Microsoft; етап Б на DARPA QBI; търговско внедряване
Gen 3 2026-2027 12,000-15,000 100-200 Мащабиране на оптичната кухина; приложения в комунален мащаб
Gen 4 2028-2029 100,000+ 1,000+ Квантови изчисления, устойчиви на повреди; търговско квантово предимство
Gen 5 2030+ 1,000,000+ 10,000+ Квантови компютри с корекция на грешките в голям мащаб; трансформиращи приложения

Основни допускания:

  • 10× мащабиране: Осигурена от технологията на оптичните кухини и итеративните подобрения в зареждането/манипулацията на атоми
  • Режийни разходи за корекция на грешки: Предполага се, че на един логически кюбит се падат ~10-100 физически кюбита (варира в зависимост от кода за корекция на грешки и подобренията на верността).
  • Поддържане на кохерентност: Кодирането на ядрения спин запазва дългата кохерентност при мащабиране на системите

4.2 Смели прогнози за атомните изчисления (2026-2030 г.)

2026:

  • 100 логически кубита: Предлагането на Azure Quantum се разширява до над 100 логически кюбита, което дава възможност за ранни приложения в областта на химията и материалознанието.
  • Пилоти от Fortune 500: 5-10 компании от класацията Fortune 500 (фармация, енергетика, финанси) внедряват системи Atom Computing на място или в облака.
  • DARPA QBI Етап C: Atom Computing преминава в етап C (последен етап) заедно с още 3-5 компании, като си осигурява допълнително финансиране от над $50M.

2027:

  • Стартиране на Gen 3: Система с 12 000 кюбита, налична в търговската мрежа. Atom Computing изпреварва IBM и Google по брой кюбити.
  • Първата квантово проектирана молекула: Фармацевтична компания обявява, че кандидат за лекарство, открит с помощта на платформата на Atom Computing, влиза в клинични изпитвания 3-5 години по-бързо от класическите методи.
  • IPO или голямо придобиване: Atom Computing става публично достояние на стойност $5-10B или се придобива от Microsoft, Amazon или Intel.

2028:

  • 1 000 логически кубита: Квантовите изчисления, устойчиви на повреди, стават приложими за оптимизационни и симулационни натоварвания. Atom Computing завладява 20%+ от търговския пазар на квантови изчисления.
  • Хибридна платформа Quantum-AI: Интеграцията с графичните процесори на NVIDIA и Azure AI създава хибридна квантово-класическа платформа за корпоративни AI натоварвания.

2029-2030:

  • Квантово предимство в материалознанието: Системите на Atom Computing решават проблеми, свързани с откриването на материали (дизайн на батерии, свръхпроводници), които са невъзможни за класическите компютри.
  • 100,000+ Qubit Systems: Системите от четвърто поколение са внедрени в национални лаборатории, големи технологични компании и изследователски институции в световен мащаб.
  • Разгръщане на енергийните мрежи: Партньорството на NREL води до квантово оптимизирани системи за управление на мрежата, внедрени в САЩ и ЕС, които подобряват интеграцията на възобновяемата енергия с 30%.

🔮 Противоречива прогноза: "Поглъщане" на неутралните атоми до 2028 г.

Дипломна работа: До 2028 г. неутрално-атомните системи (Atom Computing, QuEra, Pasqal) ще надминат свръхпроводящите системи (IBM, Google, Rigetti) по разгърнат капацитет на логически кюбит.

Обосновка:

  • Мащабируемост: 10× траектория на мащабиране спрямо 2-3× за свръхпроводящи
  • Устойчивост: Неутралните атоми не се нуждаят от масивни хладилници за разреждане - по-лесно е да се разположат на място
  • Дълга кохерентност: Намаляване на режийните разходи за корекция на грешки, което позволява по-високи съотношения между логически и физически кюбити.
  • Подкрепа от Microsoft: Azure Quantum дава приоритет на Atom Computing, което им дава предимство при разпространението на корпоративни продукти

Риск: Свръхпроводимите платформи могат да постигнат пробив в производството или коригирането на грешки, който да запази водещата им роля. Но неутралните атоми имат инерция.

💡 AI Подсказка: SWOT анализ на Atom Computing

Подкана: "Извършете цялостен SWOT анализ за Atom Computing на пазара на квантови изчисления. Разгледайте: Силни страни (технология, партньорства, екип), Слаби страни (пазарна зрялост, пропуски в екосистемата), Възможности (пътна карта за мащабиране, търговски приложения, сливания и придобивания) и Заплахи (конкуренция от страна на IBM/Google, предизвикателства при финансирането, технически рискове). Включете приложими препоръки за 2026-2027 г."

💼 Част 5: Приложения и случаи на употреба в реалния свят

5.1 Откриване на лекарства и здравеопазване

Партньорство с Университета на Колорадо Аншуц:

  • Цел: Квантови изчисления за персонализирана медицина, моделиране на лекарствени взаимодействия, геномика
  • Предизвикателство: Класическите компютри се справят трудно с високоизмерни набори от биологични данни (сгъване на протеини, взаимодействия между лекарства и цели).
  • Предимство на Atom Computing: Дългосрочната кохерентност позволява дълбоки квантови вериги за молекулярна симулация; 1 225 кюбита дават възможност за по-големи молекулярни системи

Фондация Ново Нордиск (Дания):

  • Фокус: Откриване на лекарства за диабет, затлъстяване и хронични заболявания
  • Система: AC1000 с 1 225 кюбита, внедрен в съоръжението QuNorth
  • Очаквано въздействие: Съкращаване на сроковете за откриване на лекарства с 2-3 години; идентифициране на нови терапевтични цели

5.2 Материалознание и химия

Симулации на квантова химия:

  • Приложение: Симулиране на химични реакции на квантово ниво - от съществено значение за проектирането на батерии, разработването на катализатори, свръхпроводници
  • Класическо ограничение: Експоненциално нарастване на сложността с увеличаване на размера на молекулите
  • Подход за атомни изчисления: Алгоритми за вариационен квантов айгенсолвер (VQE) картографират молекулярни хамилтониани върху масиви от кюбити

Пример: Литиево-въздушни батерии

  • Предизвикателство: Класическите симулации не могат точно да моделират реакциите на редукция на кислорода в литиево-въздушните батерии
  • Квантово решение: Системата на Atom Computing може да симулира реакционни пътища, като предвижда оптимални каталитични материали.
  • Въздействие: Създаване на батерии от следващо поколение с 10 пъти по-голяма енергийна плътност от литиево-йонните

5.3 Оптимизация на енергийната мрежа

Партньорство с NREL:

  • Фокус: Връзка на квантови компютри с оборудване на електропреносната мрежа
  • Предизвикателство: Балансирането на търсенето и предлагането на разпределени възобновяеми енергийни източници (слънчева и вятърна енергия) изисква решаване на сложни оптимизационни задачи в реално време.
  • Изчислително решение Atom: Алгоритъмът за квантова приблизителна оптимизация (QAOA) може да намери почти оптимални конфигурации на мрежата по-бързо от класическите методи

Случай на употреба: Реакция при бедствия

  • Сценарий: Ураганът изключва далекопроводите; квантовата система бързо пренастройва мрежата, за да сведе до минимум прекъсванията
  • Класическо време: Превръщане на часове в дни
  • Квантово време: Превръщане на минути в часове

5.4 Финанси и оптимизация

Оптимизиране на портфейла:

  • Проблем: Оптимизиране на разпределението на портфейла между хиляди активи със сложни ограничения (толерантност към риска, секторна експозиция, ликвидност)
  • Квантово предимство: Квадратично ускорение в сравнение с класическата оптимизация; изследване на експоненциално повече комбинации от портфейли

Моделиране на риска:

  • Приложение: Симулации Монте Карло за изчисляване на стойността под риск (VaR)
  • Предимство на Atom Computing: Квантовите алгоритми Монте Карло намаляват броя на сценариите от милиони на хиляди при запазване на точността
Топ 15 нови пробиви в квантовите изчисления - AI Uncovered (11:47) - Включва атомно изчисление, неутрални атоми и важни етапи за 2025 г.

⚠️ Част 6: Предизвикателства, рискове и отворени въпроси

6.1 Технически предизвикателства

1. Загуба на атоми (Изчезващи атоми)

  • Проблем: Неутрални атоми понякога се измъкват от оптична пинсета по време на изчисление
  • Настоящото решение: Системата за виртуализация на кюбити на Microsoft открива загуби и ги коригира, без да спира изчисленията
  • Оставащото предизвикателство: Загубите трябва да намалеят с нарастването на размера на системата до над 10 000 кюбита

2. Вярност на ридберговата врата

  • Статус: Двукубитови врати, използващи взаимодействията на Ридберг, постигат точност >99%, но под нивата на уловените йони (99,9%+)
  • Въздействие: Изисква повече физически кюбити на логически кюбит за корекция на грешки
  • Път напред: Подобрен лазерен контрол, по-добро оформяне на импулсите, намалени пречупвания

3. Мащабиране на оптичната кухина

  • Предизвикателство: Поддържане на равномерни светлинни полета за над 10 000 атома в оптични кухини
  • Статус: Демонстрирани са до 1 225 атома; в поколение 3 ще бъдат тествани над 10 000 атома
  • Риск: Неравномерностите могат да причинят разлики в производителността на кюбита.

6.2 Пазарни и конкурентни рискове

1. Преобладаване на свръхпроводниците

  • Риск: IBM и Google имат развити екосистеми (Qiskit, Cirq), широки общности от разработчици и производствена инфраструктура.
  • Смекчаване: Партньорството с Microsoft осигурява екосистемата Azure Quantum; фокусирайте се върху диференцирането чрез дълга съгласуваност и мащабируемост

2. Предизвикателства пред финансирането през 2026 г.

  • Контекст: Частното квантово финансиране се свива, тъй като сроковете се удължават, а първоначалният шум отслабва
  • Предимство на Atom Computing: Финансирането на DARPA QBI ($15M етап B, потенциално $50M+ етап C) и партньорството с Microsoft намаляват зависимостта от VC финансиране
  • Път напред: Първично публично предлагане или стратегическо придобиване от Microsoft/Amazon/Intel преди задълбочаване на зимата на финансиране

3. Пропуски в готовността за кандидатстване

  • Предизвикателство: Повечето приложения изискват над 1 000 логически кюбита, които ще се появят едва през 2028-2029 г.
  • Близкосрочна стратегия: Фокусиране върху пазари с ранно внедряване (откриване на лекарства, материалознание), където 50-200 логически кюбита осигуряват стойност

6.3 Отворени въпроси

  • Може ли 10-кратното мащабиране да продължи и след Gen 3? Оптичните кухини дават възможност за Gen 3 (12 000 кюбита), но за Gen 4 (над 100 000) може да са необходими нови иновации.
  • Ще придобие ли Microsoft Atom Computing? Задълбоченото партньорство + интеграцията на Azure + логическият успех на qubit правят придобиването логично до 2026-2027 г.
  • Могат ли неутралните атоми да се сравнят със свръхпроводимите портали? Настоящата разлика (99% срещу 99,5%+) намалява, но остава предизвикателство.
  • Какво ще се случи, ако финансирането на DARPA QBI не продължи? Етап Б е за една година ($15M). Финансирането на етап В не е гарантирано; Atom Computing трябва да докаже рентабилност.

🎯 Заключение: Пътят на Atom Computing към квантовото лидерство

Atom Computing се намира в критичен момент в надпреварата за квантови изчисления. С 1 225 кюбита, 24 заплетени логически кюбита, и Партньорство с Microsoft, компанията доказа, че системите с неутрални атоми не са само академични куриози - те са търговски жизнеспособни платформи, които предизвикват дуопола на свръхпроводниците.

Основни изводи:

  • Технологична диференциация: Кубити с ядрен спин + оптични пинсети + оптични кухини позволяват 10x мащабиране на поколение с минимален ръст на отпечатъка/енергията.
  • Логическо ръководство на кубита: 24 заплетени логически кюбита (ноември 2024 г.) и изпълнение на алгоритъм с 28 логически кюбита демонстрират готовност за коригиране на грешки.
  • Стратегическо позициониране: Интеграцията на Microsoft Azure Quantum осигурява дистрибуция в предприятията; финансирането на DARPA QBI Stage B потвърждава технологията; глобалните внедрявания (Дания, Колорадо) доказват търговското търсене.
  • Достоверност на пътната карта: 10-кратното мащабиране от Gen 1 (100 кюбита) до Gen 2 (1225 кюбита) потвърждава пътната карта; Gen 3 (12 000 кюбита) се планира за 2026-2027 г.
  • Пазарна динамика: Системите с неутрални атоми (Atom Computing + QuEra + Pasqal) заедно представляват сериозно предизвикателство за доминиращата позиция на IBM и Google.

2026-2027 Катализатори за наблюдение:

  1. 100 логически кубита: Разширяване на предлагането на Azure Quantum - ще предизвика пилотни програми на Fortune 500
  2. DARPA QBI Етап C: Избор на финален етап (3-5 компании) с критично валидиране на финансиране от $50M+
  3. Стартиране на Gen 3: Система с 12 000 кюбита - ще надмине ли Atom Computing броя на кюбитите на IBM?
  4. Придобиване на Microsoft? Дълбоката интеграция + успехът на логическия кюбит правят придобиването все по-вероятно
  5. Първото лекарство, разработено по квантов метод: Партньорството между Novo Nordisk и Университета на Колорадо осигурява молекула в клиничен стадий

Окончателна присъда: Atom Computing е най-надеждният претендент за доминирането на свръхпроводящите квантови изчисления. Въпреки че IBM и Google имат предимства в екосистемата, технологията на Atom Computing предлага по-добра мащабируемост, кохерентност и устойчивост. Периодът 2026-2030 г. ще определи дали неутралните атоми ще могат да превърнат тези предимства в пазарно лидерство или свръхпроводящите системи ще запазят предимството си на първи ход.

Квантовата революция се ускорява, а Atom Computing е на път да се превърне в основен играч. Надпреварата за над 10 000 логически кюбита - и трансформиращите приложения, които те позволяват - продължава.

💡 AI Подсказка: Инвестиционна теза за Atom Computing

Подкана: "Напишете инвестиционна теза от 5 страници за Atom Computing, която да обхваща: технологична среда (неутрални атоми срещу свръхпроводими), пазарни възможности (TAM/SAM/SOM за квантови изчисления 2026-2035 г.), конкурентно позициониране (срещу IBM, Google, IonQ), финансови прогнози (приходи, маржове, капиталови изисквания), сценарии за излизане (модел за оценка на IPO, кандидати за стратегическо придобиване) и основни рискове. Включете анализ на сравними компании с IonQ, Rigetti и D-Wave."

📚 Източници и референции

  1. Информационен документ за Atom Computing 2025: "Високо мащабируеми квантови изчисления с неутрални атоми" - PDF връзка
  2. Microsoft и Atom Computing: "Рекорд за 24 заплетени логически кубита" (ноември 2024 г.) - Блог на Azure
  3. TechCrunch: "Microsoft и Atom Computing ще пуснат търговски квантов компютър през 2025 г." (ноември 2024 г.) - Връзка
  4. Съобщение за етап Б на DARPA QBI: "Atom Computing е избран за инициативата за квантов бенчмаркинг" (ноември 2025 г.) - Уебсайт на DARPA
  5. Norcia и др., PRX Quantum 2024: "Итеративно сглобяване на масиви от атоми на Yb-171 с оптични решетки, подсилени с кухини" - Връзка
  6. Reichardt et al., arXiv 2024: "Логическо изчисление, демонстрирано с квантов процесор с неутрален атом" - arXiv
  7. Muniz et al., arXiv 2024: "Универсални врати с висока точност в Yb-171 ядрен спин кубит в основно състояние" - arXiv
  8. Фондация EIFO/Novo Nordisk: "QuNorth: Най-мощният квантов компютър в света" (юли 2025 г.) - Връзка
  9. Университет на Колорадо Аншуц: "Партньорство за проучване на квантовите изчисления в здравеопазването" (2024 г.) - Връзка
  10. NREL: "Квантовите компютри вече могат да се свързват с оборудването на електропреносната мрежа" (2023) - Връзка
  11. Анализ на Стенли Ламан: "Защо неутралните атомни системи могат да разрушат дуопола на IBM и Google" (ноември 2025 г.) - Връзка
  12. Уебсайт на Atom Computing: Технологии, новини и ресурси - atom-computing.com

Топ 21 компании за квантови изчисления Серии за дълбоко гмуркане

Член #3: Атомни компютри | 1 225 кубита | Лидерство на неутралните атоми

Налични в момента: IBM Quantum | Google Quantum AI | Atom Computing

Очаквайте скоро: IonQ, Rigetti, Xanadu, PsiQuantum, Quantinuum и още 13

© 2025 Квантови изчисления Дълбоко потапяне | Последна актуализация: декември 2025 | Следваща актуализация: Q1 2026

Преминете на следващо ниво в търговията си

Навлезте в завладяващия свят на квантовите AI с нашето изчерпателно ръководство. Разкрийте тайните на квантовите изчисления и революционното им въздействие върху AI. Щракнете по-долу, за да получите своя ексклузивен PDF файл - "Библия на квантовите изчисления" - направо в пощенската си кутия. Отправете се на пътешествие към авангарда на технологиите.

Оставете отговор

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са маркирани с *

bg_BGBulgarian