IBM升級(jí)量子計(jì)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(jì)算路線圖，通過(guò)加倍強(qiáng)調(diào)模塊化和量子能力網(wǎng)絡(luò)，重新關(guān)注量子計(jì)算的擴(kuò)展。在這個(gè)延遲是常態(tài)的時(shí)代，IBM對(duì)其量子計(jì)算工作的重新承諾為該公司對(duì)框架、量子比特和軟件開(kāi)發(fā)的選擇注入了信心，它導(dǎo)致了所謂的量子優(yōu)勢(shì)比預(yù)期的更早。

  據(jù)IBM稱，其修訂后的量子計(jì)算愿景將專注于三個(gè)關(guān)鍵支柱：強(qiáng)大的、可模塊化擴(kuò)展的量子硬件；運(yùn)行量子硬件所需的優(yōu)化量子軟件；以及通過(guò)與專注于量子的團(tuán)體建立社區(qū)和研究伙伴關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)。

  該公司的Qiskit Runtime平臺(tái)是一個(gè)編程模型，使研究人員和開(kāi)發(fā)人員能夠彌補(bǔ)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(jì)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(duì)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(duì)量子的未來(lái)以及讓我們進(jìn)入實(shí)用量子計(jì)算時(shí)代所需要的東西有了清晰的認(rèn)識(shí)，"IBM高級(jí)副總裁、研究總監(jiān)Darío Gil說(shuō)。"通過(guò)我們的Qiskit Runtime平臺(tái)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(lái)一個(gè)以量子為中心的超級(jí)計(jì)算機(jī)時(shí)代，為我們的開(kāi)發(fā)者社區(qū)、合作伙伴和客戶開(kāi)辟巨大而強(qiáng)大的計(jì)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(kāi)發(fā)的一些額外的量子計(jì)算芯片。它在以前沒(méi)有的地方增加了細(xì)節(jié)，向我們介紹了IBM預(yù)計(jì)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(lái)原始量子比特數(shù)的增加。2024年，IBM將推出其Flamingo平臺(tái)，擁有1386個(gè)以上的量子比特。似乎2025年是量子計(jì)算發(fā)展可能達(dá)到臨界質(zhì)量的時(shí)候，因?yàn)槟菚r(shí)IBM預(yù)計(jì)將推出其 "Kookaburra "QPU（量子處理單元），在一個(gè)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(gè)量子比特。

IBM關(guān)于量子計(jì)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(lái)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的信息（特別是在擴(kuò)展和模塊化部門）。它還對(duì)2026年及以后的100萬(wàn)以上的量子比特的提法進(jìn)行了約束。(圖片來(lái)源：IBM)

  IBM的路線圖展示了模塊化擴(kuò)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(gè)芯片到Kookaburra的九個(gè)。很明顯，IBM仍然不確定Flamingo在量子比特計(jì)數(shù)王國(guó)中的最終位置，但它似乎已經(jīng)確定了1386個(gè)量子比特的最低密度。糾錯(cuò)方面的進(jìn)展在這里可能被證明是至關(guān)重要的，因?yàn)闇p少主動(dòng)糾錯(cuò)的量子比特的數(shù)量是增加 "有用量子比特 "數(shù)量的一個(gè)可靠方法。

  但這種模塊化是如何實(shí)現(xiàn)的呢？IBM至少要解決三個(gè)問(wèn)題。第一個(gè)問(wèn)題包括建立能夠與多個(gè)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(lái)糾錯(cuò)方面的改進(jìn)，同時(shí)也能加速量子計(jì)算工作負(fù)載的協(xié)調(diào)。

  要做到這一點(diǎn)，該公司必須讓這些QPU相互連接和交談。為此，IBM正在開(kāi)發(fā)芯片級(jí)耦合器，以實(shí)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(gè)更小、更容易制造的芯片盡可能無(wú)縫和抽象地串聯(lián)起來(lái)工作。為什么要忽視從傳統(tǒng)半導(dǎo)體中獲得的經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀?

  第三部分通過(guò)在單個(gè)量子處理器之間提供量子通信鏈接，將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向完全可擴(kuò)展性。這是一項(xiàng)技術(shù)，將使IBM能夠從單一的Kookaburra級(jí)芯片（有九個(gè)類似MCM的QPU相互連接）擴(kuò)展到服務(wù)器級(jí)的擴(kuò)展，使多個(gè)Kookaburra芯片連接在一起。目前還不清楚IBM在這一擴(kuò)展過(guò)程中會(huì)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。