IBM升级量子计算 目标千位量子比特

  ICC讯 IBM宣布修订其（最初的）2020年量子计算路线图，通过加倍强调模块化和量子能力网络，重新关注量子计算的扩展。在这个延迟是常态的时代，IBM对其量子计算工作的重新承诺为该公司对框架、量子比特和软件开发的选择注入了信心，它导致了所谓的量子优势比预期的更早。

  据IBM称，其修订后的量子计算愿景将专注于三个关键支柱：强大的、可模块化扩展的量子硬件；运行量子硬件所需的优化量子软件；以及通过与专注于量子的团体建立社区和研究伙伴关系来实现增长。

  该公司的Qiskit Runtime平台是一个编程模型，使研究人员和开发人员能够弥补经典和量子工作负载之间的差距，是这些努力的前沿。而有趣的是，IBM预计量子应用至少在2024年之前都将处于原型阶段。

  "在短短两年内，我们的团队在现有的量子路线图上取得了令人难以置信的进展。执行我们的愿景让我们对量子的未来以及让我们进入实用量子计算时代所需要的东西有了清晰的认识，"IBM高级副总裁、研究总监Darío Gil说。"通过我们的Qiskit Runtime平台以及路线图中概述的硬件、软件和理论目标方面的进展，我们打算迎来一个以量子为中心的超级计算机时代，为我们的开发者社区、合作伙伴和客户开辟巨大而强大的计算空间。"

  IBM重新制定的路线图介绍了在这种模块化方法基础上开发的一些额外的量子计算芯片。它在以前没有的地方增加了细节，向我们介绍了IBM预计在2024年和2025年交付的产品。正如预期的那样，这些产品将带来原始量子比特数的增加。2024年，IBM将推出其Flamingo平台，拥有1386个以上的量子比特。似乎2025年是量子计算发展可能达到临界质量的时候，因为那时IBM预计将推出其 "Kookaburra "QPU（量子处理单元），在一个单一的量子包中封装了惊人的4158+量子比特。作为参考，IBM目前的QPU，Eagle，只拥有127个量子比特。

IBM关于量子计算的路线图

  IBM分享的新的、修订的路线图提供了更多关于公司未来产品开发的信息（特别是在扩展和模块化部门）。它还对2026年及以后的100万以上的量子比特的提法进行了约束。(图片来源：IBM)

  IBM的路线图展示了模块化扩展的好处。Kookaburra似乎要把相互连接的量子芯片的数量增加三倍，从Flamingo部署的三个芯片到Kookaburra的九个。很明显，IBM仍然不确定Flamingo在量子比特计数王国中的最终位置，但它似乎已经确定了1386个量子比特的最低密度。纠错方面的进展在这里可能被证明是至关重要的，因为减少主动纠错的量子比特的数量是增加 "有用量子比特 "数量的一个可靠方法。

  但这种模块化是如何实现的呢？IBM至少要解决三个问题。第一个问题包括建立能够与多个QPU进行经典通信和并行操作的系统。该公司希望其在这一领域的工作能够带来纠错方面的改进，同时也能加速量子计算工作负载的协调。

  要做到这一点，该公司必须让这些QPU相互连接和交谈。为此，IBM正在开发芯片级耦合器，以实现短距离的芯片间通信--基本上是一种MCM（多芯片模块）的量子方法。与AMD传闻中的Radeon 7000系列的方法一样，其目的是让多个更小、更容易制造的芯片尽可能无缝和抽象地串联起来工作。为什么要忽视从传统半导体中获得的经验呢？

  第三部分通过在单个量子处理器之间提供量子通信链接，将重点转向完全可扩展性。这是一项技术，将使IBM能够从单一的Kookaburra级芯片（有九个类似MCM的QPU相互连接）扩展到服务器级的扩展，使多个Kookaburra芯片连接在一起。目前还不清楚IBM在这一扩展过程中会采用哪些技术，但量子光子学的最新进展使它们成为可能的候选者。