我们常常认为量子技术是一个遥远的未来。由于长达数十年的基础研究和最近获得的突破，量子技术的出现可能迟早会发生。世界各地的大型企业、初创企业、政府机构和研究机构正在投资数十亿美元，将量子技术从构想拓展到商业化。与任何颠覆性技术一样，量子从“实验室到工厂”的速度将取决于量子生态系统合作解决关键技术挑战的能力。
应用材料召集关键的利益相关者和思想领袖，围绕大的行业变化（如量子）向价值链上的所有成员发出集合呼吁。最近的开放创新研讨会聚集了来自谷歌、哈佛、IBM、英特尔、MIT(麻省理工学院)、Rigetti Computing、芝加哥大学、风险资本社区的量子技术领袖，以及一些初创企业，以确定量子信息系统中的关键技术挑战并探索合作机会。
这一天的中心主题是量子技术不仅仅应用于计算，在传感、度量和通信加密等领域近期出现很多应用。如今，量子算法正在解决制药、金融、化学、制造和云服务等领域的实际问题。这些应用不需要像量子计算机那样的精度和容错能力；然而他们确实面临着复杂的挑战，需要马上着手解决。在很多情况下，材料工程的进步可能是解决方案的关键部分。
例如，在为量子应用开发硬件时，一个芯片上门的数量是一个重要的度量，但同样重要的是每个门的误差率，它直接与材料的质量相关。IBM于今年3月提出一个专门表示量子计算机性能的新指标——“量子体积”， 其影响因素包括量子门数量和误差率等诸多因素。量子体积越大，量子计算机性能就越强大，能解决的实际问题就越多。来自半导体制造业的关键技术，如杂质控制、严格控制的设备制造和原子尺度的材料工程，可能有助于提高量子体积。
一位发言者呼吁进行一场“革命”，以改变目前超导量子计算自上世纪90年代以来所依赖的材料和接口设备结构。用于量子计算的材料系统是非常复杂难以理解的，因此理论预测可以极大地帮助设计和制造这些系统。有趣的是，量子计算技术的进步反过来有助于制造更好的量子计算机，因为用于预测量子计算的材料也是一种计算密集型计算。随着该行业开始研究如何集成成千上万个量子门，包括低温设备、射频电子和高通量计量在内的配套技术需要随之改进。
另一位发言者强调了预测创造和精确控制单个量子的必要性。他展示了如何利用半导体加工技术来制造用于量子转换和量子传感的器件。在量子光学领域，有趣的应用正在安全通信中出现。今天，一些光学概念用于新型的人工智能学习电路，并找到解决问题的新方法，同时其功耗比传统计算机要低得多。但要使其商业化，一个主要挑战是在芯片上集成复杂的光学元件。半导体技术和材料工程有机会在这一领域发挥重要作用。
一位应用材料的专家结束了研讨会，他强调了公司最先进的加工系统所具备的各种材料工程能力。这些演讲展示了在原子水平上通过材料改性所能实现的可能性，为从事量子技术各方面的工程师提供了更广泛的工具箱。正如应用材料的CTO Om Nalamasu所说，“应用材料想要帮助减少从发明到商业化的时间，真正让创新和商业化同时发生。”
随着量子技术接近规模化问题，我们需要在整个生态系统中进行更深入的合作，包括学术机构和政府机构。应用材料将在材料工程和大批量制造方面帮助加速量子未来——从材料到系统。
原文链接：http://blog.appliedmaterials.com/quantum-future
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