433個量子比特！IBM發布最大超導量子計算機，比特數量超谷歌7倍

周三，IBM召開了2022年IBM量子峰會，宣布在量子硬件和軟件方面均取得了新的突破性進展，并概述了其對以量子為中心的超級計算的開創性愿景。

在未來，量子計算機有望將計算速度提高到今天最快的超級計算機的百萬倍！

433量子比特處理器，夠大！

IBM周三表示，它推出了迄今為止最強大的量子計算機處理器，名為Osprey，這是一臺433個量子比特的機器，其量子比特數量是去年宣布的Eagle機器的三倍。

雖然不同的量子計算機公司對其量子比特的功率有不同的說法，但量子比特的數量，或稱量子比特，是使用量子力學的量子計算機功率的一個標志，而量子比特可以通過許多不同的方式創建。

IBM Osprey的量子比特數居IBM量子處理器第一位，其數量是去年宣布的Eagle機器的三倍。

該處理器可以運行復雜的量子計算，擁有遠超任何經典計算機的計算能力。如果用經典比特來表示IBM Osprey處理器的一個狀態，其數量要遠遠超過已知宇宙中原子的總數！

目前，IBM在全球擁有20多臺量子計算機，客戶可以通過云平臺進行訪問。

IBM 高級副總裁兼研究總監Darío Gil介紹稱：「新的 433 量子比特Osprey處理器的出現，使我們離量子計算機用于解決以前無法解決的問題更近了一步。」

「我們正在不斷擴大和推進我們的量子技術，包括硬件、軟件和經典集成，與我們的合作伙伴和世界各地的客戶一起，迎接我們這個時代的最大挑戰。這項工作將成為即將到來的以量子為中心的超級計算時代的基礎。」

配套量子系統明年上線，更加模塊化

除了處理器，IBM還推出了下一代量子配套系統。

Gil表示，IBM仍努力研發具有1000多個量子比特的計算機。為了進一步擴大規模，IBM團隊正在嘗試一種新方法。

「Osprey芯片的尺寸已經很大了。而明年，含有1000量子比特的芯片將會更大，」Gil說：「所以在那之后，我們一直在設計和建造一款全新、基于模塊化的整個量子計算的系統。」

IBM將這個模塊化系統稱為Quantum System 2。

Gil稱：「Quantum System 2是第一個真正的模塊化量子計算系統，隨著時間的推移，系統規模將持續擴大。」「模塊化意味著芯片本身要相互連接。」

IBM表示，通過連接其中的三個系統，它可以構建一個擁有多達 16,632 個量子比特的系統。

IBM稱，Quantum System 2模塊化、靈活，可將多個處理器結合成一個具有通信鏈路的系統。

IBM表示，公司目標是在2023年底前上線這個系統，通過連接多個Quantum System 2，成為 「以量子為中心的超級計算」的集群。

其他方面，IBM 還展示了新的 IBM Quantum Safe 技術、客戶和生態系統擴展等生態內容。

IBM研究員兼Quantum副總裁Jay Gambetta說：「2022年IBM量子峰會標志著全球量子計算領域發展的一個關鍵時刻。隨著我們不斷提高量子系統的規模，使其使用更簡單，我們將看到量子技術的使用和量子計算行業的成長。」

探索量子計算的路上，IBM穩步前行

那么，這款IBM史上最強量子計算機的發布，對我們來說又意味著什么呢？這還要從量子計算機能做的事兒說起。

理論上講，量子能夠以更快的方式進行運算。許多傳統計算機需要花幾年解決的問題，量子計算機可能幾天就完成了。

而量子比特則是一項描述量子計算機運算能力的重要參數——量子比特數越大，計算機中的組件就越多，能夠以指數方式執行的計算就越多。

迄今為止，與傳統計算機相比，量子計算機已經在某些任務中證明了自己的顯著優勢。

甚至還有不少專家預測：如果量子糾錯能力和量子比特數能將過去兩年的發展速度保持下去，量子計算機完全可能比當今最快的超級計算機——還要快數百萬倍！

所以，Osprey的發布不僅為2023年推出含有1,121個量子比特的計算機Condor鋪平了道路，也證明IBM正在通過新硬件、軟件和系統突破實現以量子為中心的超級計算的道路上穩步前進。

2016年，「藍色巨人」將第一臺可供任何人進行實驗的量子計算機放在云上——這是一臺具有5個量子比特的設備。每個超導電路被冷卻至接近絕對零度（-273℃）。

2019和2020年，他們則連續推出了包含27和65個量子比特的計算機Falcom和Hummingbird——沒錯，IBM的每一款量子計算機，都是以鳥類命名的。

真不知道在不久的將來，是否會出現以「百鳥之王」孔雀命名的機器。反正小編我是已經期待上了！

2021年，IBM 推出了首款擁有100多個量子比特的量子處理器Eagle。它不僅使原來達到的量子比特數增加了一倍，還成為了IBM第一臺超過100比特的量子計算機。

如今，Osprey的推出再一次將量子比特的數量提升了近3倍！我們完全可以相信，IBM能夠在2023年交付世界上第一臺擁有超過1,000個量子比特的通用量子計算機Condor。

當然，「藍色巨人」的雄心，可遠不止1,000個量子比特而已。

今年夏天，IBM剛剛發布了最新路線圖，計劃制造以量子比特為中心的超級計算機。

從發布會的規劃圖中我們可以清晰地看到：除Condor外，他們還計劃在2023年發布的下一個QPUHeron中引入一種新的耦合器，以此調整量子比特之間的耦合，并展示了可能會在2025年發布4000個甚至更多量子比特的計劃。

IBM量子計算部門的首席硬件架構師Oliver Dial表示：「到 2024 年底，在我們的『100x100計劃』中，我們預計通過并行運行多個Heron芯片降低錯誤率，以此實現100量子比特寬、100門深的系統，從而完成對傳統計算機的超越。」

IBM還宣布，他們正在與通信技術公司沃達豐合作開發后量子密碼學。該密碼學可以抵御未來可能迅速破壞現代密碼學的量子計算機。

當然，Dial也承認：雖然到目前為止，IBM大體還能按照規劃圖穩步前進，但比特的數量顯然只是對量子計算龐大且艱巨的探索中的一部分。更長的相干時間和對噪聲的減少，同樣需要納入考量。

發布日期：2022年11月16日

來源： 新智元

科技發展部