🌌 Pengenalan: Revolusi Atom Neutral

Selama bertahun-tahun, qubit superkonduktor telah mendominasi landskap pengkomputeran kuantum—cip modular IBM, pencapaian pembetulan ralat Google, kemajuan fabrikasi Rigetti. Tetapi pada akhir tahun 2025, seni bina yang berbeza semakin mendapat tempat: pengkomputeran kuantum atom neutral.

Pengkomputeran Atom, sebuah syarikat baharu yang berpangkalan di Berkeley yang ditubuhkan pada tahun 2018 oleh Dr. Ben Bloom dan Dr. Jonathan King, telah muncul sebagai peneraju dalam bidang ini. Penemuan mereka: 1,225 qubit yang disambungkan sepenuhnya dalam sistem AC1000, didayakan oleh pinset optik yang memerangkap atom strontium dan ytterbium individu dalam tatasusunan 2D/3D yang boleh diprogramkan.

"Atom Computing baru-baru ini menjadi pesaing utama dalam perlumbaan untuk pengkomputeran kuantum toleran kesalahan kerana keupayaannya yang mudah untuk diskalakan ke tahap prestasi yang diperlukan untuk beroperasi pada tahap FTQC." — Kertas Putih Pengkomputeran Atom 2025

Apakah yang membezakan atom neutral?

• Kebolehskalaan: Atom Computing mencapai pertumbuhan 10× qubit daripada Gen 1 (100 qubit) kepada Gen 2 (1,225 qubit). Peta jalan menyasarkan 10× lagi setiap generasi—12,000+ qubit menjelang Gen 3.
• Koheren Panjang: Qubit spin nuklear mengekalkan maklumat kuantum untuk puluhan saat (berbanding 100-200 μs untuk qubit superkonduktor), mengurangkan ralat dan memudahkan pembetulan ralat.
• Kesambungan Penuh: Susunan pinset optik membolehkan interaksi qubit mana-mana-ke-mana-mana, tidak seperti topologi grid tetap dalam sistem superkonduktor.
• Kemampanan: Seiring dengan skala sistem, jejak fizikal dan penggunaan tenaga kekal agak malar—tidak perlu peti sejuk pencairan besar-besaran atau naik taraf kemudahan.

Pada November 2024, Atom Computing telah bekerjasama dengan Microsoft untuk menyampaikan 24 qubit logik berbelit—jumlah tertinggi yang pernah direkodkan pada masa itu. Sistem ini akan tersedia secara komersial melalui Kuantum Azure pada tahun 2025, menandakan peristiwa penting dalam peralihan daripada qubit fizikal kepada qubit logik toleran kesalahan.

Pada bulan November 2025, DARPA memilih Pengkomputeran Atom untuk Peringkat B Inisiatif Penanda Aras Kuantum (QBI)nya, menganugerahkan sehingga $15 juta untuk mempercepatkan teknologi atom neutral ke arah aplikasi berskala utiliti.

Kajian mendalam ini meneroka cara teknologi Atom Computing berfungsi, mengapa atom neutral mencabar duopoli superkonduktor dan apakah yang ditawarkan oleh pelan tindakan 2025-2030 untuk pesaing pengkomputeran kuantum yang semakin meningkat naik ini.

🔬 Bahagian 1: Bagaimana Pengkomputeran Kuantum Atom Neutral Berfungsi

1.1 Fizik: Pinset Optik dan Keadaan Rydberg

Pinset Optik merupakan asas platform Atom Computing. Ini adalah pancaran laser yang difokuskan rapat yang menghasilkan "perangkap" yang mampu memegang atom neutral individu di tempatnya.

Cara ia berfungsi:

1. Pemfokusan Laser: Pancaran laser melalui kanta objektif mikroskop, menghasilkan titik cahaya yang sangat pekat.
2. Interaksi Cahaya-Atom: Pada panjang gelombang yang betul, kecerunan keamatan menghasilkan daya tarikan yang menarik atom ke arah titik fokus.
3. Susunan Pencungkil: Dengan memanipulasi pancaran laser (menggunakan pesongan akusto-optik atau modulator cahaya ruang), beratus-ratus hingga ribuan pinset optik boleh dicipta serentak dalam konfigurasi 2D atau 3D yang boleh diprogramkan.

Mengapakah Atom Bumi Beralkali (Strontium, Ytterbium)?

Kegunaan Pengkomputeran Atom strontium-87 (Sr-87) dan itterbium-171 (Yb-171) kerana atom alkali tanah ini mempunyai sifat unik:

• Putaran Nuklear: Qubit dikodkan dalam spin nukleus atom (mengikut arah jam vs. lawan arah jam). Pilihan ini jarang berlaku dalam pengkomputeran kuantum dan memberikan dua kelebihan utama:
  • Ketidakpekaan terhadap Bunyi: Nukleus dilindungi daripada hingar elektromagnet luaran, membolehkan masa koheren yang sangat lama.
  • Tiada Pereputan Spontan: Tidak seperti keadaan elektronik, qubit putaran nuklear tidak mereput kepada keadaan tenaga yang lebih rendah, yang bermaksud memori teori tak terhingga jika hingar dikawal.
• Kotak Peralatan Optik: Atom bumi alkali menyokong teknik optik canggih (peralihan dua foton, laser lebar garis sempit) yang membolehkan kawalan dan pengukuran yang tepat.

🔹 Teknologi Utama #2: Interaksi Rydberg untuk Pintu Dua-Qubit

Untuk melaksanakan operasi kuantum antara qubit, Atom Computing menggunakan Negeri-negeri Rydberg—keadaan sangat bertenaga di mana elektron atom mengorbit jauh dari nukleus.

Proses:

1. Pengujaan: Denyut laser mengujakan atom daripada keadaan dasarnya kepada keadaan Rydberg.
2. Interaksi: Dalam keadaan Rydberg, awan elektron atom adalah begitu besar sehingga ia "terbentang luas" dan berinteraksi dengan kuat dengan atom berdekatan (walaupun pada jarak mikrometer).
3. Keterlibatan: Interaksi ini mewujudkan keterikatan kuantum antara qubit, membolehkan get dua qubit (contohnya, terkawal-TIDAK, terkawal-Z).
4. Kembali ke Keadaan Tanah: Selepas operasi get, atom kembali ke keadaan dasar mereka, memelihara maklumat kuantum dalam putaran nuklear.

Kelebihan: Gerbang yang dimediasi Rydberg boleh dilakukan antara sebarang pasangan qubit dalam tatasusunan dengan memilih atom yang hendak diujakan—mencapai ketersambungan penuh tanpa pendawaian fizikal.

1.2 Di dalam Sistem AC1000: Dari Ketuhar ke Pengiraan

Platform generasi kedua Atom Computing (AC1000) menggunakan reka bentuk ruang berbilang vakum:

🔹 Ruang 1: Sumber Atom dan Penyejukan

1. Ketuhar: Sampel pepejal logam alkali tanah (strontium atau ytterbium) dipanaskan, menghasilkan aliran atom yang panas.
2. Penyejukan Laser: Gabungan laser dan medan magnet dengan cepat menyejukkan dan memperlahankan atom kepada hampir sifar mutlak, menyebabkannya hampir berhenti sepenuhnya.
3. Lif Optik: Sepasang pancaran laser mengangkut atom sejuk dari Ruang 1 ke Ruang 2.

🔹 Dewan 2: Pengiraan Kuantum

1. Susunan Takungan: Atom yang disejukkan diletakkan dalam susunan pinset optik tambahan yang dipanggil "takungan", yang boleh dimuatkan semula pada bila-bila masa.
2. Tatasusunan Pengkomputeran: Atom dialihkan dari takungan ke susunan pengkomputeran utama, yang boleh menampung sehingga 1,225 atom dalam sistem Gen 2.
3. Pelaksanaan Litar Kuantum:
   • Pintu Qubit Tunggal: Denyut laser khusus tapak memanipulasi qubit individu. Gerbang boleh dilaksanakan secara selari merentasi baris, meningkatkan kecekapan pengiraan.
   • Pintu Dua-Qubit: Pengujaan Rydberg mewujudkan keterikatan antara pasangan qubit.
   • Pengukuran Litar Tengah: Qubit tertentu boleh diukur tanpa mengganggu yang lain, membolehkan pengesanan ralat masa nyata.
4. Bacaan: Pada akhir litar, kamera mengesan pendarfluor optik daripada qubit, mendedahkan hasil pengiraan sebagai corak 1s dan 0s.
5. Tetapan Semula Segera: Qubit diinisialisasi semula dan bersedia untuk menjalankan litar kuantum lain tanpa memuatkan semula keseluruhan array—satu kelebihan kelajuan utama.

1.3 Tindanan Perisian: Sistem Kawalan dan Virtualisasi Qubit

Pengkomputeran Atom berkembang sistem kawalan proprietari yang mengatur semua operasi dalam platform kuantum:

• Penyusunan Nadi: Litar kuantum disusun menjadi urutan pemasaan yang tepat untuk laser, pengimej, magnet dan komponen elektro-optik.
• Pengukuran Litar Tengah: Pengesanan ralat masa nyata mengenal pasti qubit mana yang mempunyai ralat, membolehkan percabangan logik untuk menentukan operasi masa hadapan.
• Pengesanan Kehilangan Atom: Satu cabaran dengan atom neutral ialah ia kadangkala hilang (melarikan diri daripada perangkap). Sistem kawalan mengesan pendarkilauan untuk memeriksa sama ada atom hadir dan membetulkan kehilangan tanpa menghentikan pengiraan.

Integrasi Microsoft: Perkakasan Atom Computing disepadukan dengan Microsoft Sistem virtualisasi Azure Quantum, yang menyediakan:

• Virtualisasi Qubit: Mengabstrakkan qubit fizikal kepada qubit logik, mengoptimumkan pembetulan ralat untuk perkakasan atom neutral.
• Aliran Kerja Hibrid: Integrasi lancar dengan sumber HPC dan AI klasik pada Azure.
• Akses Awan: Pembangun boleh mengakses sistem Atom Computing melalui Azure Quantum tanpa mengurus perkakasan secara langsung.

🏆 Bahagian 2: Terobosan dan Pencapaian 2024-2025

2.1 Rekod: 24 Qubit Logik Terjerat dengan Microsoft (November 2024)

Pada bulan November 2024, Microsoft dan Atom Computing diumumkan satu kejayaan besar: 24 qubit logik berbelit—jumlah tertinggi yang pernah direkodkan pada masa itu.

"Dengan menggabungkan qubit atom neutral canggih kami dengan sistem virtualisasi qubit Microsoft, kami kini dapat menawarkan qubit logik yang andal pada mesin kuantum komersial." — Ben Bloom, Pengasas & Ketua Pegawai Eksekutif, Atom Computing

Butiran Teknikal:

• Seni bina: 20 qubit logik yang dihasilkan daripada 80 qubit fizikal (nisbah pengekodan 4:1).
• Algoritma: Berjaya menjalankan Algoritma Bernstein-Vazirani, yang menunjukkan superposisi dan gangguan kuantum. Walaupun ini merupakan algoritma bukti konsep, ia mengesahkan bahawa qubit logik boleh melakukan pengiraan dengan kesetiaan yang lebih baik daripada fizikal.
• Pembetulan Kehilangan Atom: Sistem ini berulang kali dikesan apabila atom neutral hilang dan dibetulkan untuk kerugian tanpa menghentikan pengiraan—yang pertama dalam pengkomputeran kuantum.
• Penindasan Ralat: Qubit logik menunjukkan peningkatan prestasi berbanding qubit fizikal, mengesahkan bahawa pembetulan ralat berfungsi seperti yang dimaksudkan.

Mengapa Ini Penting:

• Daya maju Komersial: Qubit logik merupakan asas pengkomputeran kuantum yang toleran terhadap kesalahan. Demonstrasi ini membuktikan atom neutral sedia untuk aplikasi komersial awal.
• Perkongsian Microsoft: Integrasi Azure Quantum menyediakan akses awan, menjadikan teknologi Atom Computing boleh diakses oleh penyelidik dan perusahaan di seluruh dunia.
• Kedudukan Kompetitif: Pada masa pengumuman, ini mengatasi pesaing seperti Quantinum (12 qubit logik dengan Microsoft pada September 2024).

2.2 Sistem AC1000: 1,225 Qubit Tersedia Secara Komersial (2025)

Sistem generasi kedua Atom Computing, AC1000, memasuki penggunaan komersial pada tahun 2025:

Inovasi Utama dalam AC1000:

• Rongga Optik: Kekisi optik yang dipertingkatkan rongga membolehkan pemuatan dan manipulasi atom yang boleh diskala (Norcia et al., PRX Quantum 2024).
• Pintu Berfideliti Tinggi: Gerbang dua qubit yang menggunakan keadaan Rydberg mencapai kesetiaan >99% (Muniz et al., arXiv 2024).
• Pembetulan Ralat Masa Nyata: Pengukuran litar tengah dengan kependaman mikrosaat membolehkan pembetulan ralat dinamik semasa pengiraan.

2.3 Pemilihan Peringkat B DARPA QBI (November 2025)

Pada bulan November 2025, Pengkomputeran Atom pilihan DARPA untuk Peringkat B baginya Inisiatif Penanda Aras Kuantum (QBI)Program ini bertujuan untuk menentukan sama ada komputer kuantum yang berguna secara industri—yang nilai pengiraannya melebihi kosnya—boleh dibangunkan menjelang 2033.

Butiran Peringkat B:

• Pembiayaan: Sehingga $15 juta lebih setahun
• Matlamat: Tunjukkan operasi kuantum skala utiliti dengan sistem atom neutral
• Pertandingan: 11 syarikat mara ke Peringkat B, termasuk IBM, Google, IonQ, Quantinum, QuEra (juga neutral-atom)
• Kriteria Penilaian: Keberkesanan kos, kebolehskalaan, prestasi khusus aplikasi (bukan sekadar kiraan qubit mentah)

"Atom Computing telah menunjukkan operasi kuantum berskala utiliti dan menarik perhatian daripada DARPA. Program QBI akan mempercepatkan pelan tindakan kami ke arah sistem toleran kesalahan." — Siaran Akhbar Pengkomputeran Atom, November 2025

Mengapa DARPA Memilih Pengkomputeran Atom:

• Kebolehskalaan: Pertumbuhan 10× qubit setiap generasi tiada tandingan antara platform pesaing
• Kemajuan Qubit Logik: 24 qubit logik berbelit dan pelaksanaan algoritma 28-qubit logik menunjukkan kesediaan untuk pembetulan ralat
• Kemampanan: Sistem atom neutral berskala tanpa jejak fizikal yang besar atau peningkatan penggunaan tenaga

2.4 Pelaksanaan Global: Denmark, Penjagaan Kesihatan, Tenaga

Sistem Pengkomputeran Atom sedang digunakan di seluruh dunia untuk penyelidikan dan aplikasi komersial:

🔹 QuNorth: Perkongsian Denmark (Julai 2025)

• Rakan Kongsi: EIFO (Forum Antara Disiplin Eropah) dan Yayasan Novo Nordisk
• Sistem: “Komputer Kuantum Paling Berkuasa di Dunia” semasa penggunaan—AC1000 dengan 1,225+ qubit
• Lokasi: Sistem kuantum Tahap 2 (Berdaya Tahan) pertama di rantau Nordik
• Aplikasi: Penemuan ubat, sains bahan, pengoptimuman penjagaan kesihatan

🔹 Universiti Colorado Anschutz: Aplikasi Penjagaan Kesihatan

• Fokus: Pengkomputeran kuantum untuk penjagaan kesihatan—diagnostik, perubatan peribadi, pemodelan interaksi ubat
• Pengumuman Perkongsian: 2024
• Matlamat: Terokai algoritma kuantum yang boleh mengendalikan set data biologi yang kompleks

🔹 NREL (Makmal Tenaga Boleh Diperbaharui Kebangsaan): Grid Tenaga

• Fokus: Komputer kuantum yang berinteraksi dengan peralatan grid kuasa
• Pengumuman: 2023 (perkongsian awal)
• Aplikasi: Pengoptimuman grid, integrasi tenaga boleh diperbaharui, tindak balas bencana

⚔️ Bahagian 3: Pengkomputeran Atom vs. Medan Kuantum

3.1 Pesaing Atom Neutral: QuEra, Pasqal, Infleqtion

Pengkomputeran Atom bukan bersendirian dalam ruang atom neutral. Beberapa pesaing sedang memajukan teknologi yang serupa:

Kelebihan Pengkomputeran Atom:

• Kepimpinan Kiraan Qubit: 1,225 qubit jauh melebihi QuEra (256) dan Pasqal (200)
• Kemajuan Qubit Logik: 24 qubit logik berbelit adalah yang tertinggi ditunjukkan dalam sistem atom neutral
• Perkongsian Microsoft: Integrasi Azure Quantum menyediakan akses awan gred perusahaan dan virtualisasi qubit
• Pengekodan Putaran Nuklear: Pendekatan unik dengan masa koheren yang lebih baik berbanding pengekodan keadaan elektronik

3.2 Duopoli Superkonduktor: IBM dan Google

Cabaran terbesar Atom Computing bukanlah syarikat baharu atom neutral yang lain—ialah duopoli superkonduktor daripada IBM dan Google.

Analisis:

• Kemenangan Pengkomputeran Atom: Masa koheren, ketersambungan, kecekapan tenaga
• IBM/Google Win: Kematangan pasaran, ekosistem (perisian, perkongsian), infrastruktur pembuatan
• Kad Liar: Perlumbaan qubit logik—24 qubit logik berbelit Atom Computing (November 2024) vs. demonstrasi penindasan ralat Google (Disember 2025). Kedua-dua pendekatan adalah sah, tetapi penskalaan qubit logik adalah medan pertempuran kritikal 2026-2027.

3.3 Pesaing Ion Terperangkap: IonQ, Quantinuum

Sistem ion terperangkap (IonQ, Quantinum) menawarkan pendekatan ketiga dengan kesetiaan pintu tertinggi (99.9%+) tetapi menghadapi cabaran kebolehskalaan:

• IonQ: ~100 qubit dalam sistem Aria; ketepatan tinggi tetapi penskalaan terhad ditunjukkan
• Kuantinuum: ~56 qubit (H2); 12 qubit logik dengan Microsoft (September 2024); isipadu kuantum yang kuat

Kedudukan Pengkomputeran Atom:

• Kelebihan Skalabiliti: 1,225 qubit berbanding ~100 untuk ion yang terperangkap
• Pertukaran Fidelity: Ion yang terperangkap mempunyai kesetiaan get tunggal/dua-qubit yang lebih tinggi, tetapi koheren panjang Atom Computing mengimbangi kesetiaan yang lebih rendah melalui pembetulan ralat
• Perlumbaan Qubit Logik: Pengkomputeran Atom (24 logik) vs. Quantinuum (12 logik)—kedua-duanya dicapai dengan perkongsian Microsoft

🚀 Bahagian 4: Pelan Hala Tuju 2026-2030 dan Ramalan Berani

4.1 Pelan Hala Tuju Atom Computing yang Dinyatakan

Sasaran Pengkomputeran Atom Penskalaan qubit 10× setiap generasi:

Andaian Utama:

• Penskalaan 10×: Didayakan oleh teknologi rongga optik dan penambahbaikan berulang dalam pemuatan/manipulasi atom
• Overhed Pembetulan Ralat: Menganggap ~10-100 qubit fizikal setiap qubit logik (berbeza mengikut kod pembetulan ralat dan penambahbaikan kesetiaan)
• Penyelenggaraan Koheren: Pengekodan putaran nuklear mengekalkan koheren yang panjang apabila sistem berskala

4.2 Ramalan Berani untuk Pengkomputeran Atom (2026-2030)

2026:

• 100 Qubit Logik: Tawaran Azure Quantum berkembang kepada 100+ qubit logik, membolehkan aplikasi kimia dan sains bahan awal.
• Juruterbang Fortune 500: 5-10 syarikat Fortune 500 (farmaseutikal, tenaga, kewangan) menggunakan sistem Pengkomputeran Atom di premis atau melalui awan.
• DARPA QBI Peringkat C: Atom Computing mara ke Peringkat C (peringkat akhir) bersama 3-5 syarikat lain, memperoleh pembiayaan tambahan $50M+.

2027:

• Pelancaran Gen 3: Sistem 12,000-qubit tersedia secara komersial. Atom Computing mengatasi IBM dan Google dalam kiraan qubit mentah.
• Molekul Reka Bentuk Kuantum Pertama: Syarikat farmaseutikal mengumumkan calon ubat yang ditemui menggunakan platform Atom Computing, memasuki ujian klinikal 3-5 tahun lebih cepat daripada kaedah klasik.
• IPO atau Pengambilalihan Utama: Atom Computing disenaraikan di pasaran awam pada penilaian $5-10B atau diambil alih oleh Microsoft, Amazon atau Intel.

2028:

• 1,000 Qubit Logik: Pengkomputeran kuantum yang tahan ralat menjadi berdaya maju untuk beban kerja pengoptimuman dan simulasi. Atom Computing menguasai 20%+ pasaran pengkomputeran kuantum komersial.
• Platform Hibrid Quantum-AI: Integrasi dengan GPU NVIDIA dan Azure AI mewujudkan platform kuantum-klasik hibrid untuk beban kerja perusahaan AI.

2029-2030:

• Kelebihan Kuantum dalam Sains Bahan: Sistem Atom Computing menyelesaikan masalah penemuan bahan (reka bentuk bateri, superkonduktor) yang mustahil untuk komputer klasik.
• 100,000+ Sistem Qubit: Sistem Gen 4 digunakan di makmal kebangsaan, syarikat teknologi utama dan institusi penyelidikan di seluruh dunia.
• Pelaksanaan Grid Tenaga: Perkongsian NREL membawa kepada sistem pengurusan grid yang dioptimumkan kuantum yang digunakan di seluruh AS dan EU, meningkatkan integrasi tenaga boleh diperbaharui menjelang 30%.

💼 Bahagian 5: Aplikasi dan Kes Penggunaan Dunia Sebenar

5.1 Penemuan Ubat dan Penjagaan Kesihatan

Perkongsian Anschutz Universiti Colorado:

• Matlamat: Pengkomputeran kuantum untuk perubatan yang diperibadikan, pemodelan interaksi ubat, genomik
• Cabaran: Komputer klasik bergelut dengan set data biologi berdimensi tinggi (pelipatan protein, interaksi sasaran ubat)
• Kelebihan Pengkomputeran Atom: Koheren panjang membolehkan litar kuantum yang mendalam untuk simulasi molekul; 1,225 qubit membolehkan sistem molekul yang lebih besar

Yayasan Novo Nordisk (Denmark):

• Fokus: Penemuan ubat untuk diabetes, obesiti, penyakit kronik
• Sistem: AC1000 dengan 1,225 qubit yang digunakan di kemudahan QuNorth
• Impak yang Dijangkakan: Kurangkan tempoh masa penemuan ubat sebanyak 2-3 tahun; kenal pasti sasaran terapeutik baharu

5.2 Sains Bahan dan Kimia

Simulasi Kimia Kuantum:

• Permohonan: Mensimulasikan tindak balas kimia pada tahap kuantum—penting untuk reka bentuk bateri, pembangunan pemangkin, superkonduktor
• Had Klasik: Pertumbuhan eksponen dalam kerumitan apabila saiz molekul meningkat
• Pendekatan Pengkomputeran Atom: Algoritma Variational Quantum Eigensolver (VQE) memetakan Hamiltonian molekul ke dalam tatasusunan qubit

Contoh: Bateri Litium-Udara

• Cabaran: Simulasi klasik tidak dapat memodelkan tindak balas pengurangan oksigen dengan tepat dalam bateri litium-udara
• Penyelesaian Kuantum: Sistem Atom Computing boleh mensimulasikan laluan tindak balas, meramalkan bahan pemangkin optimum
• Impak: Dayakan bateri generasi akan datang dengan ketumpatan tenaga 10× bagi litium-ion

5.3 Pengoptimuman Grid Tenaga

Perkongsian NREL:

• Fokus: Komputer kuantum yang berinteraksi dengan peralatan grid kuasa
• Cabaran: Mengimbangi penawaran dan permintaan merentasi sumber tenaga boleh diperbaharui yang diagihkan (solar, angin) memerlukan penyelesaian masalah pengoptimuman yang kompleks dalam masa nyata
• Penyelesaian Pengkomputeran Atom: Algoritma Pengoptimuman Anggaran Kuantum (QAOA) boleh mencari konfigurasi grid hampir optimum dengan lebih pantas berbanding kaedah klasik

Kes Penggunaan: Tindak Balas Bencana

• Senario: Taufan memutuskan talian penghantaran; sistem kuantum dengan pantas mengkonfigurasi semula grid untuk meminimumkan gangguan
• Zaman Klasik: Jam hingga hari
• Masa Kuantum: Minit hingga jam

5.4 Kewangan dan Pengoptimuman

Pengoptimuman Portfolio:

• Masalah: Mengoptimumkan peruntukan portfolio merentasi beribu-ribu aset dengan kekangan yang kompleks (toleransi risiko, pendedahan sektor, kecairan)
• Kelebihan Kuantum: Peningkatan kelajuan kuadratik berbanding pengoptimuman klasik; terokai lebih banyak kombinasi portfolio secara eksponen

Pemodelan Risiko:

• Permohonan: Simulasi Monte Carlo untuk pengiraan Nilai-pada-Risiko (VaR)
• Kelebihan Pengkomputeran Atom: Algoritma Quantum Monte Carlo mengurangkan kiraan senario daripada berjuta-juta kepada beribu-ribu sambil mengekalkan ketepatan

⚠️ Bahagian 6: Cabaran, Risiko dan Soalan Terbuka

6.1 Cabaran Teknikal

1. Kehilangan Atom (Atom yang Hilang)

• Masalah: Atom neutral kadangkala terlepas daripada pinset optik semasa pengiraan
• Penyelesaian Semasa: Sistem virtualisasi qubit Microsoft mengesan kerugian dan membetulkan tanpa menghentikan pengiraan
• Cabaran yang Tinggal: Kadar kerugian perlu dikurangkan apabila saiz sistem meningkat kepada 10,000+ qubit

2. Rydberg Gate Fidelity

• Status: Gerbang dua qubit yang menggunakan interaksi Rydberg mencapai kesetiaan >99%, tetapi di bawah tahap ion terperangkap (99.9%+)
• Impak: Memerlukan lebih banyak qubit fizikal bagi setiap qubit logik untuk pembetulan ralat
• Laluan Ke Hadapan: Kawalan laser yang dipertingkatkan, pembentukan nadi yang lebih baik, crosstalk yang dikurangkan

3. Penskalaan Rongga Optik

• Cabaran: Mengekalkan medan cahaya seragam merentasi 10,000+ atom dalam rongga optik
• Status: Didemonstrasikan sehingga 1,225 atom; Gen 3 akan menguji lebih 10,000 skala
• Risiko: Ketidakseragaman boleh menyebabkan variasi prestasi qubit-ke-qubit

6.2 Risiko Pasaran dan Persaingan

1. Dominasi Superkonduktor

• Risiko: IBM dan Google mempunyai ekosistem yang matang (Qiskit, Cirq), komuniti pembangun yang luas dan infrastruktur pembuatan.
• Mitigasi: Perkongsian Microsoft menyediakan ekosistem Azure Quantum; fokus pada pembezaan melalui koheren panjang dan kebolehskalaan

2. Cabaran Pembiayaan pada Tahun 2026

• Konteks: Pembiayaan kuantum swasta semakin berkurangan apabila tempoh masa dilanjutkan dan gembar-gembur awal semakin pudar
• Kelebihan Pengkomputeran Atom: Pembiayaan DARPA QBI ($15M Peringkat B, berpotensi $50M+ Peringkat C) dan perkongsian Microsoft mengurangkan pergantungan pada pembiayaan VC
• Laluan Ke Hadapan: IPO atau pengambilalihan strategik oleh Microsoft/Amazon/Intel sebelum musim sejuk pembiayaan semakin mendalam

3. Jurang Kesediaan Aplikasi

• Cabaran: Kebanyakan aplikasi memerlukan 1,000+ qubit logik, yang tidak akan tiba sehingga 2028-2029
• Strategi Jangka Pendek: Tumpukan pada pasaran pengguna awal (penemuan ubat, sains bahan) di mana 50-200 qubit logik memberikan nilai

6.3 Soalan Terbuka

• Bolehkah penskalaan 10× berterusan selepas Gen 3? Rongga optik membolehkan Gen 3 (12,000 qubit), tetapi Gen 4 (100,000+) mungkin memerlukan inovasi baharu.
• Adakah Microsoft akan memperoleh Atom Computing? Perkongsian mendalam + integrasi Azure + kejayaan qubit logik menjadikan pemerolehan logik menjelang 2026-2027.
• Bolehkah atom neutral sepadan dengan kesetiaan get superkonduktor? Jurang semasa (99% vs. 99.5%+) semakin mengecil tetapi masih menjadi cabaran.
• Apa yang berlaku jika pembiayaan DARPA QBI tidak diteruskan? Peringkat B adalah selama satu tahun ($15M). Pembiayaan Peringkat C tidak dijamin; Atom Computing mesti menunjukkan keberkesanan kos.

🎯 Kesimpulan: Laluan Pengkomputeran Atom menuju Kepimpinan Kuantum

Pengkomputeran Atom berada di persimpangan kritikal dalam perlumbaan pengkomputeran kuantum. Dengan 1,225 qubit, 24 qubit logik berbelit, dan sebuah Perkongsian Microsoft, syarikat itu telah membuktikan bahawa sistem atom neutral bukan sekadar keingintahuan akademik—ia adalah platform yang berdaya maju secara komersial yang mencabar duopoli superkonduktor.

Kesimpulan Utama:

• Pembezaan Teknologi: Qubit putaran nuklear + pinset optik + rongga optik membolehkan penskalaan 10× setiap generasi dengan pertumbuhan jejak/tenaga yang minimum.
• Kepimpinan Qubit Logik: 24 qubit logik berbelit (November 2024) dan pelaksanaan algoritma 28-qubit logik menunjukkan kesediaan pembetulan ralat.
• Kedudukan Strategik: Integrasi Microsoft Azure Quantum menyediakan pengedaran perusahaan; Pembiayaan DARPA QBI Peringkat B mengesahkan teknologi; penggunaan global (Denmark, Colorado) membuktikan permintaan komersial.
• Kredibiliti Pelan Hala Tuju: Penskalaan 10× daripada Gen 1 (100 qubit) kepada Gen 2 (1,225 qubit) mengesahkan pelan tindakan; Gen 3 (12,000 qubit) menyasarkan 2026-2027.
• Momentum Pasaran: Sistem atom neutral (Atom Computing + QuEra + Pasqal) secara kolektifnya mewakili cabaran serius kepada dominasi IBM dan Google.

Pemangkin 2026-2027 untuk Diperhatikan:

1. 100 Qubit Logik: Azure Quantum menawarkan pengembangan—akan mencetuskan program rintis Fortune 500
2. DARPA QBI Peringkat C: Pemilihan peringkat akhir (3-5 syarikat) dengan pembiayaan $50M+—pengesahan kritikal
3. Pelancaran Gen 3: Sistem 12,000-qubit—adakah Atom Computing akan mengatasi kiraan qubit IBM?
4. Pemerolehan Microsoft? Integrasi mendalam + kejayaan qubit logik menjadikan pemerolehan semakin berkemungkinan
5. Ubat Reka Bentuk Kuantum Pertama: Perkongsian Novo Nordisk atau University of Colorado menyampaikan molekul peringkat klinikal

Keputusan Akhir: Pengkomputeran Atom ialah pencabar paling berwibawa kepada dominasi pengkomputeran kuantum superkonduktor. Walaupun IBM dan Google mempunyai kelebihan ekosistem, teknologi Atom Computing menawarkan skalabiliti, koheren dan kemampanan yang unggul. Tempoh 2026-2030 akan menentukan sama ada atom neutral boleh menterjemahkan kelebihan ini kepada kepimpinan pasaran—atau sama ada sistem superkonduktor mengekalkan kelebihan penggerak pertama mereka.

Revolusi kuantum semakin pantas, dan Atom Computing berada dalam kedudukan untuk menjadi pemain utama. Perlumbaan untuk mencapai 10,000+ qubit logik—dan aplikasi transformatif yang didayakannya—sedang bermula.

📚 Sumber & Rujukan

1. Kertas Putih Pengkomputeran Atom 2025: “Pengkomputeran Kuantum yang Sangat Boleh Diskala dengan Atom Neutral” — Pautan PDF
2. Pengkomputeran Microsoft & Atom: “24 Rekod Qubit Logik Terjerat” (November 2024) — Blog Azure
3. TechCrunch: “Microsoft dan Atom Computing akan melancarkan komputer kuantum komersial pada tahun 2025” (November 2024) — Pautan
4. Pengumuman Peringkat B DARPA QBI: “Pengkomputeran Atom Dipilih untuk Inisiatif Penanda Aras Kuantum” (November 2025) — Laman Web DARPA
5. Norcia et al., Kuantum PRX 2024: “Pemasangan Iteratif Susunan Atom Yb-171 dengan Kekisi Optik Dipertingkatkan Rongga” — Pautan
6. Reichardt dkk., arXiv 2024: “Pengiraan Logik Ditunjukkan dengan Pemproses Kuantum Atom Neutral” — arXiv
7. Muniz dkk., arXiv 2024: “Pintu Universal Berfideliti Tinggi dalam Qubit Spin Nuklear Keadaan Tanah Yb-171” — arXiv
8. Yayasan EIFO/Novo Nordisk: “QuNorth: Komputer Kuantum Paling Berkuasa di Dunia” (Julai 2025) — Pautan
9. Universiti Colorado Anschutz: “Bentuk Perkongsian untuk Meneroka Pengkomputeran Kuantum untuk Penjagaan Kesihatan” (2024) — Pautan
10. NREL: “Komputer Kuantum Kini Boleh Berinteraksi Dengan Peralatan Grid Kuasa” (2023) — Pautan
11. Analisis Stanley Laman: “Mengapa Sistem Atom Neutral Boleh Meruntuhkan Duopoli IBM-Google” (November 2025) — Pautan
12. Laman Web Pengkomputeran Atom: Teknologi, Berita dan Sumber — atom-computing.com