德国初创公司 eleQtron 发布 JION 量子电脑 以 MAGIC 技术推动量子计算发展

德国初创公司 eleQtron 公布了 JION，这是一款可通过本土开发的磁梯度诱导耦合（MAGIC）技术进行控制的陷阱离子电脑。该量子电脑是根据北莱茵-威斯特法伦（NRW）地区政府资助的 EPIQ 项目开发的，将连接至尤利希超算中心（JSC）的高性能计算基础设施。量子电脑是未来计算的趋势，能够解决如气候变化、药物开发及清洁能源等问题。然而，我们首先需要解决一个小问题：如何使量子电脑在大规模运行中可用，以便研究人员能够利用它们来应对更大的挑战。

根据《Interesting Engineering》的报道，对于建造量子电脑的不同方法进行了广泛报道，研究机构和初创公司都在追寻这一至高无上的目标。在所有这些背景下，德国的方法略显独特。研究机构和初创公司忙于建造不同的量子电脑，但它们将全部连接至 JSC 的高性能计算网络，以便广泛的用户能够使用。JION 是最新的加入者。

JION 是尤利希陷阱离子量子电脑的缩写，使用离子化的钇（稀土化学元素）原子作为其量子位（qubit）。这些原子利用电磁场被保持在真空中，并通过磁梯度诱导耦合（MAGIC）技术进行控制。在这种方法的帮助下，微波和故意产生的磁场变化使得量子位可以单独控制，并直接相互连接。量子位是量子计算中信息的基本单位，类似于标准计算中的经典位（bit）。该系统相较于超导量子位的主要优势在于，它不需要接近绝对零度的温度来运行，这使得操作与扩展系统变得更加简单，这对于大规模量子计算是必需的。

JION 的技术优势

该项目于 2024 年作为 JSC 与位于西根的 eleQtron 之间的合作启动，并获得了来自北莱茵-威斯特法伦州文化与科学部的 2100 万欧元（约 HK$ 1920 万）的支持，并计划成为 JSC 模块化超级计算机架构 JUNIQ 的一部分。

接下来的步骤是，“通过 JION，我们将一台在北莱茵-威斯特法伦开发的量子电脑与我们位于尤利希的高性能超算基础设施相结合，”尤利希研究中心董事会主席 Astrid Lambrecht 教授在新闻稿中表示。“这样一来，我们便创造了结合量子计算与高性能计算的条件，使我们能够利用量子计算来解决研究和工业中的具体问题。”在最近的开幕仪式上，JION 成为了尤利希统一量子计算基础设施（JUNIQ）的一部分，该基础设施提供访问各种量子系统，并连接至 JSC 的高性能计算（HPC）基础设施。

JUNIQ 帮助经典超级计算机将某些操作工作负载卸载至 JSC 的量子系统，这使得研究人员和公司能够使用混合量子-HPC 计算工作流。因此，像 JION 这样的新加入者不仅是技术展示者，还加强了 JSC 作为整合和基准测试新量子计算技术的中心。

新资金支持与未来计划

在 JION 揭幕时，NRW 也宣布了 SQALING（可扩展量子计算）项目，eleQtron 将从欧盟资金中获得 2500 万欧元（约 HK$ 2340 万），用于进一步开发其 MAGIC 技术，以实现可扩展的基于晶片的量子计算平台，供业界使用。还宣布了另外 2500 万欧元（约 HK$ 2340 万）的资金，用于 Q-STAR 项目，该项目旨在将可扩展的半导体基量子计算整合入 JUNIQ，特别关注加强研究、产业合作及莱茵矿区的结构变化。

项目	规格
开发公司	eleQtron
资金支持	2100 万欧元 (约 HK$ 1920 万)
MAGIC 技术	磁梯度诱导耦合
量子位材料	离子化钇

MAGIC 技术的潜力与应用前景

MAGIC 技术的发展为量子计算提供了新的可能性，特别是在不需要极低温度的情况下运行的优势，使得量子电脑更易于操作和扩展。这对于推动量子计算的商业应用及其在科学研究中的实用性至关重要。随着 JION 的推出，eleQtron 不仅展示了其技术的可行性，还强化了与高性能计算的结合，为未来的量子计算应用铺平了道路。