2014年05月28日09:23
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D-Wave的量子计算机如果离开了日本的研究和发明，则无法实现，D-Wave Systems自己也承认这一点。下面，本文就为大家介绍一下D-Wave的基础理论和器件的发明者。
量子退火
量子退火是东京工业大学西森研究室的门胁（图1）在1998年用英文发表的博士论文中提出的概念。
图1：门胁正史 日本卫材筑波研究所主管研究员
门胁正史在东京工业大学研究生院的博士论文是与西森教授合作完成的论文《横场伊辛模型的量子退火》
门胁说：“我完全没有想到自己的博士论文会在十几年后成为热门话题。”
2001年，麻省理工学院（MIT）的研究者参考西森教授和门胁的论文，发表了“隔热量子计算”理论，“其内容与量子退火基本相同，引发了极大关注”（西森教授）。
据西森教授介绍，最初，D-Wave的量子计算机被称为“隔热量子计算机”。但是，“因为发现了量子退火的研究在前，D-Wave Systems现在也被称为量子退火”。
利用超导电路形成量子位
D-Wave量子计算机使用的利用超导电路形成的量子位是由当时在NEC研究所任职的蔡兆申（图2）和中村泰信（图3）于1999年在全世界率先实现的。现在在日本理化学研究所任职的蔡兆申说：“D-Wave的量子位与我们开发的量子位是同一个原理。”
图2：蔡兆申 日本理化学研究所单量子操作研究组组长
在1999年任职于NEC时，蔡兆申与中村泰信合作，在全世界率先实现了超导量子位
图3：中村泰信 东京大学尖端科学技术研究中心教授
量子力学现象原本只发生在原子内部微观世界。而蔡兆申与中村开发的量子位利用规模远远大于原子的超导电路，实现了“量子叠加”这种量子力学现象，从这一点来说，这项技术具有划时代的意义。
现在担任东京大学教授的中村表示，“D-Wave原本是一家思考能否把超导电路运用于业务的企业。我在NEC的时候，曾经与他们进行过多次讨论”。由此可见，NEC对D-Wave有着巨大的影响。
量子通量参变器
在D-Wave量子计算机中，负责放大量子位信号的是超导电路“量子通量参变器（QFP）”。QFP是2005年逝世的东京大学教授后藤英一在1991年发明的。
1990年代，后藤教授出版了多本介绍QFP的英文书籍。D-Wave的希尔顿曾说过：“我们从后藤的著作中学习知识，开发出了超导电路。”
QFP诞生于东京大学与日立制作所的合作研究项目。日立一方的成员原田丰（图4）说：“我们曾想使用超导电路开发超级计算机的处理器。”
图4：原田丰 日本国士馆大学理工学研究所教授
曾跟随已经去世的后藤英一博士（东京大学教授）的研究组（东京大学与日立制作所的合作研究）和东京大学后藤研究室开发量子通量参变器的原田丰（当时任职于日立制作所）、细谷睦（图5），须田礼仁（图6）
当时，大型机（Mainframe）使用的双极处理器的性能已经提升到极致，而被视为新一代处理器的CMOS处理器的性能则迟迟没有进步。作为替代二者的新选择，超导电路QFP被寄予厚望。然而，在那以后，随着CMOS的性能不断提高，QFP没能在处理器领域崭露头角。
细谷睦（图5）与须田礼仁（图6）曾作为东京大学后藤研究室的学生参与了QFP的开发。回顾当时，细谷表示，“后藤老师与其说是大学教授，其实更像是一位发明家”。后藤教授在1954年发明了日本自主开发的逻辑元件“参变器”。NEC与日立最初开发的计算机使用的逻辑元件并不是晶体管，而是参变器。不只是量子计算机，后藤教授还是日本计算机产业的缔造者。
图5：细谷睦 日立制作所横滨研究所主管研究员
图6：须田礼仁 东京大学信息理工学系研究科副研究科长教授
后藤教授在东大的关门弟子须田说：“1980年代后期，后藤老师等许多研究者都打算跳出CMOS的局限，创造新思路的处理器。D-Wave或许称得上是令当时的尝试复活的壮举。”（作者：中田 敦，日经技术在线！供稿）
