量子比特质量

量子比特的质量是创建可行的量子计算机的一个关键因素，下列数据表中，我们对量子计算机的量子比特从多个参数进行了描述，以更全面的了解当前量子计算机的发展现状。

• 表1显示了量子比特数量、量子比特的连通性、T1和T2或T2*时间
• 表2显示了单量子比特门的保真度、双量子比特门的保真度以及读出保真度
• 表3显示了门延迟时间
• 表4显示了前两个表的数据来源

请注意，所有这些数据都是针对没有任何纠错的物理量子比特。

谷歌的T1时间大约比IBM的差2-4倍。然而，他们有更快的栅极时间，这弥补了较低的T1数字，因为T1和栅极时间的比例才是重要的因素。需要说明的是，IonQ的离子阱门延迟比超导实现的门延迟要慢三个数量级。 因此，这会削弱它们在 T1 和 T2 退相干时间可能具有的一些优势。

如您有更多的相关数据，请邮件至info at qtumist.com，或在页面底部留言，以便我们将你的数据纳入这些表格。

关于表格参数更详细描述，请看本页末尾注释。

表1：量子比特质量

表2：量子比特保真度

表3：门延迟

表4：量子计算机参数来源

说明：

1.对于大多数参数，我们显示的是最小、最大和平均值。  由于IBM和Rigetti都公布了每个量子比特的单独数值，因此最小值显示的是最差的量子比特的数值，最大值显示的是最好的量子比特的数值，而平均值显示的是所有量子比特的平均计算结果。需说明的是，由于本源量子未公布单独的门保真度的最大值、最小值和平均值，此处将其公布的单一数值放在平均值数列。

2.连通性显示了从一个量子比特到阵列中其他量子比特的连接数，用于创建一个CNOT门。 连通性越高，将量子计算应用于结构中就越容易。 目前，我们不对连接的灵活性进行区分。 例如，如果量子比特1与量子比特2相连，大多数情况下要求其中一个量子比特为控制位（CONTROL），另一个量子比特为目标位（TARGET）。 一些实施方案可能更加灵活，任意量子比特都可以作为控制位或目标位。这种实现方式可能有一些配置上的优势，但就本表而言，我们仍然只把它算作一个连接而不是两个。

3.T1度量称为弛豫时间，而T2或T2 *度量称为退相干时间。有关这些定义的详细信息，请参考本文。 需说明的是，IBM只公布了T2时间，而Rigetti只公布了T2*时间，其方式类似，但不完全相同。

4.Rigetti和Google是唯一发布详细的门延迟信息的公司。我们已将这些措施包括在表3中。

5.表4中的IBM参考链接可能需要您注册IBM Q Experience。如果单击此链接，它可能会要求您提供登录名和密码，以更详细地查看引用的数据。

6.IonQ读数保真度测量值为99.3％，其中包括状态准备和测量误差。

7.谷歌同时公布了单门和多门的门保真度。对于此表，同时显示了同时测量同时执行门的数字。 测量结果看来，同时执行所测量的数字稍差，但更现实。

8.对于Rigetti Aspen-7，读出值是SPAM（状态准备和测量）值，该值始终比纯读出值稍低，因为它包含状态准备错误。

9.第一个数字是由霍尼韦尔公司提供的，仅作为一个测量保真度数字。第二个是作为SPAM（状态准备和测量）值提供的。

10.对于QuTech Spin-2，读数包括初始化和读出。

11.IonQ的32比特数据取自马里兰大学、杜克大学和佐治亚理工学院的作者发表的一篇论文。 IonQ公司表示，论文中提到的系统与他们自己的系统几乎相同。

12.AQT的保真度数字包括SPAM（状态准备和测量）错误。

13.除IBM Armonk外，IBM量子计算机列出的QV数字表示IBM对该量子计算机的量子体积测量值。

14.对于谷歌的读出数字，第一个数字代表准备0和读取1的保真度，第二个数字代表准备1和读取0的保真度。

15.中国科学院“祖冲之号”量子计算机的保真度数字是基于66个量子比特芯片中最好的56个量子比特。

参考文献

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