IT之家 12 月 5 日消息，IBM 公司近日舉辦 IBM Quantum 峰會(huì)，宣布了 Quantum System Two 量子計(jì)算機(jī)，并分享了關(guān)于量子糾錯(cuò)系統(tǒng)及其開發(fā)工具，并展望未來突破 10 萬量子比特（qubit）門檻。
量子計(jì)算使用量子物理學(xué)的物理特性來操縱亞原子粒子來執(zhí)行計(jì)算。該技術(shù)堆棧包括專門的量子硬件，通常具有超導(dǎo)體和超流體，以及編譯量子算法以在特定量子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的專用固件。
不過目前量子計(jì)算存在諸多挑戰(zhàn)，其一是量子系統(tǒng)需要極低的溫度，本質(zhì)上是脆弱的，容易退相干；其二精確操作量子比特并測量其狀態(tài)是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，要成功擴(kuò)展量子系統(tǒng)，必須將錯(cuò)誤率從千分之一降低到百萬分之一。
IBM Quantum System Two
IBM Quantum System Two，這是該公司的第一臺(tái)模塊化量子計(jì)算機(jī)，也是 IBM 以量子為中心的超級(jí)計(jì)算架構(gòu)的基石。位于紐約約克敦高地的首臺(tái) IBM Quantum System Two 已開始運(yùn)行，配備三個(gè) IBM Heron 處理器和支持控制電子設(shè)備。
IBM Heron 是 IBM 新一代高性能處理器，顯著提高糾錯(cuò)率，比 IBM Eagle 之前創(chuàng)下的最佳記錄提高了五倍。明年，更多的 IBM Heron 處理器將加入 IBM 行業(yè)領(lǐng)先的公用事業(yè)規(guī)模系統(tǒng)群。
IBM Quantum System Two 是 IBM 下一代量子計(jì)算系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)。它將可擴(kuò)展的低溫基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)典運(yùn)行時(shí)服務(wù)器與模塊化量子比特控制電子設(shè)備相結(jié)合。新系統(tǒng)是 IBM 以量子為中心的超級(jí)計(jì)算愿景的基石。該體系結(jié)構(gòu)結(jié)合了量子通信和計(jì)算，并輔以經(jīng)典計(jì)算資源，并利用中間件層適當(dāng)?shù)丶闪孔雍徒?jīng)典工作流。
三大階段
IBM 表示，經(jīng)過長達(dá) 7 年多的研究，第一階段目前已經(jīng)結(jié)束。IBM 在該階段組裝了足夠的量子比特來執(zhí)行計(jì)算，開發(fā)了控制量子比特以實(shí)際測量其狀態(tài)的方法，并創(chuàng)建了第一個(gè)量子算法。
IBM 表示目前人類已經(jīng)進(jìn)入第二階段，側(cè)重于量子硬件性能、錯(cuò)誤減少和糾正以及應(yīng)用程序性能測試。迄今為止，IBM 已經(jīng)發(fā)表了大約 2595 篇研究論文，重點(diǎn)介紹了其在該領(lǐng)域的想法和進(jìn)展。
到 2024 年底，該公司計(jì)劃在美國、加拿大、日本和德國建立八個(gè)量子計(jì)算中心，以確保研究人員廣泛使用 Quantum System Two 計(jì)算機(jī)。
第三階段旨在擴(kuò)展可伸縮性并提供錯(cuò)誤修復(fù)。IBM 相信，達(dá)到所需的糾錯(cuò)水平比以前想象的更接近。這種信心基于新的研究，特別是新的互聯(lián)技術(shù)，這些技術(shù)使具有數(shù)千個(gè)量子比特的量子系統(tǒng)能夠前所未有地?cái)U(kuò)展。
IBM 量子路線圖
IBM 的新量子路線圖詳細(xì)介紹了實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)勢(shì)所需的軟件和硬件技術(shù)，讓量子系統(tǒng)能夠解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無法解決的問題。
科學(xué)家利用量子計(jì)算機(jī)，可以解決人工智能、化學(xué)、金融服務(wù)、生命科學(xué)、物理學(xué)和基礎(chǔ)研究中未解決的問題。路線圖上的綠色復(fù)選如果顯示勾選，表示已實(shí)現(xiàn)該里程碑。
量子計(jì)算的下一個(gè)重大進(jìn)步將是 2025 年的 Kookaburra 處理器，它將作為構(gòu)建具有實(shí)時(shí)糾錯(cuò)功能的可擴(kuò)展系統(tǒng)的“基石”。
據(jù) IBM 稱，研究人員還試圖使用量子系統(tǒng)來尋找大量數(shù)據(jù)中的相關(guān)性，并解決所謂的優(yōu)化問題，這可能有助于改善業(yè)務(wù)流程。
IBM 目前的路線圖概述了量子計(jì)算的領(lǐng)先開發(fā)商之一如何看待該領(lǐng)域在未來十年的發(fā)展。近年來，人們對(duì)量子系統(tǒng)即將投入商業(yè)用途的期望導(dǎo)致了對(duì)該技術(shù)的資助浪潮。但有跡象表明，商業(yè)應(yīng)用不及預(yù)期，這引發(fā)了對(duì)可能出現(xiàn)的“量子寒冬”的警告，這將削弱投資者的信心和金融支持。
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