在量子计算默默耕耘五年的家电大厂现身！霍尼韦尔欲用离子井技术压倒IBM和英特尔！

知名美国家电大厂Honeywell在过去的几个月里宣布其在基于离子阱(Iron Trap)技术的量子计算已经获得突破，即将推出可用的量子通用计算系统。

一家专门做日常家电的大厂怎么会和一直被认为是未来尖端科技的量子计算扯上关系？

Honeywell集团本身除了家电产品以外，也在各类先进工程服务、航天技术有相当深的着墨。早在二战时期，Honeywell就与美国军方有着紧密的合作关系，为军方生产飞行用品并提供特殊材料业务，而后来和AlliedSignal公司合并，也为集团引进航天与汽车等先进工程领域的技术。

早在消息公布之前，Honeywell已经在量子计算项目方面投入达5年之久，而其进军量子计算的初衷，主要还是和IARPA(Intelligence Advanced Research Projects Activity)的合作，以针对政府需求以及军工业为主，因此Honeywell一直保持低调。

IARPA属于美国情报部门领导的技术研发负责部门，主要负责工作是是挑战各种先进技术领域，从而为国家带来压倒性优势。IARPA牵扯到的领域相当多，包含数学、计算机科学、物理、化学、生物学、神经科学、语言学、政治学甚至心里学。而在计算领域方面，IARPA主导了量子计算、超导计算、机器学习等目前极为热门的领域。

与另一个知名的美国国防部高级研究院DARPA的最大不同之处，IARPA是着重于国家情报需求，而不是实际的军事或战场相关科技研究。

回到正题，Honeywell作为成功的美国公司，在接受了IARPA的委托之后，就投入资金从事相关的研究，虽然Honeywell的产品技术领域与计算有不小的差距，但量子计算各家起步都差不多，基本上都是从理论验证开始，因此差距并不大。而与其他量子计算方案采用的超导量子、退火技术、拓朴量子相较之下，Honeywell选择了一条不寻常的路，也就基于离子阱的量子计算方式。

离子阱，又称离子陷阱，是一种利用电场或磁场将离子（即带电原子或分子）俘获和囚禁在一定范围内的装置，离子的囚禁在真空中实现，离子与装置表面不接触。应用最多的离子阱类型有「保罗离子阱」（即四极离子阱，沃尔夫冈‧保罗）和彭宁离子阱。

离子阱是用于实现量子计算机另一种候选技术。传统计算机以电位的高低表示位元0和1，而量子计算机以粒子的量子力学状态，如原子的自旋方向等表示0和1，称为「量子比特」。离子阱则是利用电极产生电场，将经过超冷处理的离子囚禁在电场里，借以实现量子比特元。

Honeywell在与IARPA合作之后，后续基于初期研究成果，建立了多达六种的量子计算设备。

由于目前市面上可见的量子计算架构都没有选择离子阱，包括IBM、英特尔、Google等，都是基于超导半导体技术，这也让Honeywell显得特立独行。不过Honeywell并不是唯一一家使用离子阱研发量子计算的公司，前阵子相当出名的IonQ公司也使用的类似的技术基础。

离子阱的特性是原子水平结构极为一致，因此基于该技术的计算架构的最大优点在于噪声极低，同时，基于此技术的量子计算可以在运行时连接到彼此不同的配置。不过离子阱是相当新颖的技术概念，不若超导量子技术般历史悠久，也没有半导体量子计算已经被证明的量产能力和可扩展性，但其仍不失为一种相当有趣的技术。

截至2018年底为止，Honeywell仍尝试在离子阱的技术基础上堆栈不同的架构，包括离子的一维数组以及使用二维阵列。二维阵列在量子比特的数量限制上远优于前者。

根据报道，Honeywell量子计算原型的单量子比特保真度已经高达99.997%，已经是业界最好的表现，甚至高于IonQ的99.97%。该公司的量子解决方案集团负责人Tony Uttley表示，其量子阱量子计算的量子比特能够达到这么高水平的表现，主要还是得力于公司在原子物理学与光学技术的多年技术积累与精密控制能力。

Tony Uttley

不过，Honeywell并没有揭露双量子比特的保真度，而这个指标被认为是对量子计算更好的通用度量标准。

Tony Uttley和他的团队规模约上百人，组成分子包含物理学家、工程师以及技术人员，虽然该公司并没有公布相关的产品路线图，不过他表示，希望能在2019年底之前推出一个测试平台系统，好让相关的研究人员、物理学家以及业界能够访问、验证。

Tony Uttley表示，量子计算最终会对所有的跨产业公司产生显著的影响，这些公司早晚都要搞清楚量子计算在其业务领域所产生的影响，因此趁早了解会是最好的选择。而Honeywell不只要站在领导地位，更要影响未来量子计算的研究与技术走向，掌握市场先机。