IBM升級量子計算 目標(biāo)千位量子比特

  ICC訊 IBM宣布修訂其（最初的）2020年量子計算路線圖，通過加倍強調(diào)模塊化和量子能力網(wǎng)絡(luò)，重新關(guān)注量子計算的擴展。在這個延遲是常態(tài)的時代，IBM對其量子計算工作的重新承諾為該公司對框架、量子比特和軟件開發(fā)的選擇注入了信心，它導(dǎo)致了所謂的量子優(yōu)勢比預(yù)期的更早。

  據(jù)IBM稱，其修訂后的量子計算愿景將專注于三個關(guān)鍵支柱：強大的、可模塊化擴展的量子硬件；運行量子硬件所需的優(yōu)化量子軟件；以及通過與專注于量子的團(tuán)體建立社區(qū)和研究伙伴關(guān)系來實現(xiàn)增長。

  該公司的Qiskit Runtime平臺是一個編程模型，使研究人員和開發(fā)人員能夠彌補經(jīng)典和量子工作負(fù)載之間的差距，是這些努力的前沿。而有趣的是，IBM預(yù)計量子應(yīng)用至少在2024年之前都將處于原型階段。

  "在短短兩年內(nèi)，我們的團(tuán)隊在現(xiàn)有的量子路線圖上取得了令人難以置信的進(jìn)展。執(zhí)行我們的愿景讓我們對量子的未來以及讓我們進(jìn)入實用量子計算時代所需要的東西有了清晰的認(rèn)識，"IBM高級副總裁、研究總監(jiān)Darío Gil說。"通過我們的Qiskit Runtime平臺以及路線圖中概述的硬件、軟件和理論目標(biāo)方面的進(jìn)展，我們打算迎來一個以量子為中心的超級計算機時代，為我們的開發(fā)者社區(qū)、合作伙伴和客戶開辟巨大而強大的計算空間。"

  IBM重新制定的路線圖介紹了在這種模塊化方法基礎(chǔ)上開發(fā)的一些額外的量子計算芯片。它在以前沒有的地方增加了細(xì)節(jié)，向我們介紹了IBM預(yù)計在2024年和2025年交付的產(chǎn)品。正如預(yù)期的那樣，這些產(chǎn)品將帶來原始量子比特數(shù)的增加。2024年，IBM將推出其Flamingo平臺，擁有1386個以上的量子比特。似乎2025年是量子計算發(fā)展可能達(dá)到臨界質(zhì)量的時候，因為那時IBM預(yù)計將推出其 "Kookaburra "QPU（量子處理單元），在一個單一的量子包中封裝了驚人的4158+量子比特。作為參考，IBM目前的QPU，Eagle，只擁有127個量子比特。

IBM關(guān)于量子計算的路線圖

  IBM分享的新的、修訂的路線圖提供了更多關(guān)于公司未來產(chǎn)品開發(fā)的信息（特別是在擴展和模塊化部門）。它還對2026年及以后的100萬以上的量子比特的提法進(jìn)行了約束。(圖片來源：IBM)

  IBM的路線圖展示了模塊化擴展的好處。Kookaburra似乎要把相互連接的量子芯片的數(shù)量增加三倍，從Flamingo部署的三個芯片到Kookaburra的九個。很明顯，IBM仍然不確定Flamingo在量子比特計數(shù)王國中的最終位置，但它似乎已經(jīng)確定了1386個量子比特的最低密度。糾錯方面的進(jìn)展在這里可能被證明是至關(guān)重要的，因為減少主動糾錯的量子比特的數(shù)量是增加 "有用量子比特 "數(shù)量的一個可靠方法。

  但這種模塊化是如何實現(xiàn)的呢？IBM至少要解決三個問題。第一個問題包括建立能夠與多個QPU進(jìn)行經(jīng)典通信和并行操作的系統(tǒng)。該公司希望其在這一領(lǐng)域的工作能夠帶來糾錯方面的改進(jìn)，同時也能加速量子計算工作負(fù)載的協(xié)調(diào)。

  要做到這一點，該公司必須讓這些QPU相互連接和交談。為此，IBM正在開發(fā)芯片級耦合器，以實現(xiàn)短距離的芯片間通信--基本上是一種MCM（多芯片模塊）的量子方法。與AMD傳聞中的Radeon 7000系列的方法一樣，其目的是讓多個更小、更容易制造的芯片盡可能無縫和抽象地串聯(lián)起來工作。為什么要忽視從傳統(tǒng)半導(dǎo)體中獲得的經(jīng)驗?zāi)兀?

  第三部分通過在單個量子處理器之間提供量子通信鏈接，將重點轉(zhuǎn)向完全可擴展性。這是一項技術(shù)，將使IBM能夠從單一的Kookaburra級芯片（有九個類似MCM的QPU相互連接）擴展到服務(wù)器級的擴展，使多個Kookaburra芯片連接在一起。目前還不清楚IBM在這一擴展過程中會采用哪些技術(shù)，但量子光子學(xué)的最新進(jìn)展使它們成為可能的候選者。