IBM升級量子計算 目標千位量子比特

  ICC訊 IBM宣布修訂其（最初的）2020年量子計算路線圖，通過加倍強調模塊化和量子能力網絡，重新關注量子計算的擴展。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，它導致了所謂的量子優(yōu)勢比預期的更早。

  據IBM稱，其修訂后的量子計算愿景將專注于三個關鍵支柱：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體建立社區(qū)和研究伙伴關系來實現增長。

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

  "在短短兩年內，我們的團隊在現有的量子路線圖上取得了令人難以置信的進展。執(zhí)行我們的愿景讓我們對量子的未來以及讓我們進入實用量子計算時代所需要的東西有了清晰的認識，"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、軟件和理論目標方面的進展，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節(jié)，向我們介紹了IBM預計在2024年和2025年交付的產品。正如預期的那樣，這些產品將帶來原始量子比特數的增加。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)展可能達到臨界質量的時候，因為那時IBM預計將推出其 "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于公司未來產品開發(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在量子比特計數王國中的最終位置，但它似乎已經確定了1386個量子比特的最低密度。糾錯方面的進展在這里可能被證明是至關重要的，因為減少主動糾錯的量子比特的數量是增加 "有用量子比特 "數量的一個可靠方法。

  但這種模塊化是如何實現的呢？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進行經典通信和并行操作的系統(tǒng)。該公司希望其在這一領域的工作能夠帶來糾錯方面的改進，同時也能加速量子計算工作負載的協(xié)調。

  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起來工作。為什么要忽視從傳統(tǒng)半導體中獲得的經驗呢？

  第三部分通過在單個量子處理器之間提供量子通信鏈接，將重點轉向完全可擴展性。這是一項技術，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，但量子光子學的最新進展使它們成為可能的候選者。