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IBM公布量子技术10年路线图,并推出突破了规模极限的QPU

2023-12-05 17:47:21 夏菲 阅读:
IBM在其年度量子峰会上宣布了一系列技术进展,包括拥有1121个超导量子位的Condor QPU、一款较小的 133 量子位处理器IBM Quantum Heron……

IBM在其年度量子峰会上宣布了一系列技术进展,包括拥有1121个超导量子位的Condor QPU、一款较小的 133 量子位处理器IBM Quantum Heron,经过优化,可与多个 QPU 组合成更大的量子系统,可提供迄今为止IBM最高的性能指标和最低的错误率,以及推出“IBM量子系统二号(IBM Quantum System Two)”,这是该公司第一台模块化量子计算机,使用3个Heron处理器运行,该公司展示了一种新方法,将机器内部的处理器连接在一起,然后将机器连接在一起,以形成模块化系统,当与新的纠错代码相结合时,有望在2033年生产出引人注目的量子机器。据介绍,第一个 System Two 已在 IBM 的约克敦高地工厂启动并运行。bPcednc

IBM 还将宣布计划于 2 月份推出 Qiskit 1.0,并结合生成式 AI 功能以使其更易于使用。它将分享扩展的 10 年量子路线图,尤其重要的是,以去年春天使用其 127 量子位 Eagle 处理器发布的工作为标志,IBM 将宣布通过改进的错误缓解和纠正技术,量子实用时代的(早期)开始成为可能。bPcednc

采用新架构的133量子位处理器“IBM Quantum Heron”

据介绍,Heron是IBM花了四年时间开发的新型量子位处理器。硬件、理论和软件技术方面的突破性进步显着提高了门操作的质量,与之前的 IBM Quantum Eagle 相比,错误减少率提高了 5 倍。bPcednc

这增加了可行量子电路的尺寸并扩展了量子计算的可能性。bPcednc

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IBM认为使用较小的 QPU 构建更大的系统的模块化是未来的关键。bPcednc

Steffen 表示:“Heron是为模块化和规模化而设计的,我们最终得到了一个可实现这一点的可调耦合器架构。该设计将为我们提供核心组件,以继续提高每个后续处理器中的数据操作质量。最终,我们计划将多个 Heron 芯片与量子通信连接在一起,以提高计算能力。” bPcednc

Steffen 表示,IBM 计划明年开始在其全球公用事业规模系统中提供 Heron。bPcednc

拥有1121个超导量子位的Condor处理器

IBM还推出了名为Condor的处理器,拥有1121个超导量子位。多年来,IBM一直遵循量子计算路线图,每年将量子比特数量增加约一倍。但该公司表示,现在将转变方向,专注于使其机器更能防止错误,而不是变得更大。bPcednc

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据介绍,所有量子位都在单个芯片上产生,并且量子位密度进一步增加了 50%。bPcednc

被称为IBM下一代量子计算系统架构基础的“IBM量子系统二号”

据介绍,“IBM量子系统二号”( IBM Quantum System Two)基础架构的引入也是IBM朝着能够扩展竞争性模块化系统迈出的重要一步。bPcednc

它将可扩展的低温基础设施和经典的运行时服务器与模块化量子位控制电子设备相结合。该架构结合了量子通信和计算,辅以经典计算资源,并利用中间件层适当集成量子和经典工作流程。bPcednc

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Steffen 表示:“IBM Quantum System Two 是 IBM 下一代量子计算系统架构的基础,该架构结合了可扩展的低温基础设施、模块化控制量子位控制电子设备和可扩展的经典运行时服务器,定义了我们实现以量子为中心的超级计算愿景的核心要素。IBM 的量子系统二号将使下一代量子处理器具有完全可扩展和模块化的核心基础设施,能够运行比以往更长、更深的量子电路。” bPcednc

IBM公布10年量子路线图

基于量子硬件、理论和软件方面的突破,IBM将其量子开发路线图延长至2033年,并提出新的目标:到2033年,以量子为中心的超级计算机将包括1000个逻辑量子比特,全面释放量子计算的能量。作为路线图的一部分,IBM计划让“IBM量子系统二号”也容纳其未来几代的量子处理器。此外,这些未来的处理器旨在逐步提高可以运行的操作质量,以显著扩展其能够处理的工作负载的复杂性和规模。bPcednc

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IBM 院士兼 IBM Quantum 副总裁 Jay Gambetta 指出:“路线图实际上将分为两部分。顶部就是我们所说的开发路线图,底部称为创新路线图。未来五年,我们希望将质量提高五倍,并真正突破使用量子计算作为推进科学的工具所能完成的极限。然后在 2029 年会发生一个大的飞跃,我们希望能够实现一个系统,我们称之为 Starling,能够在 200 个量子比特上运行 1 亿个门。”bPcednc

以下是 IBM 提供的一些亮点:bPcednc

  • 东京大学、阿贡国家实验室、Fundacion Ikerbasque、Qedma、Algorithmiq、华盛顿大学、科隆大学、Q-CTRL 展示了探索公用事业规模量子计算能力的新研究。
  • “IBM Quantum Heron”作为 IBM 全球性能最强的量子处理器发布,其全新架构的错误减少率比“IBM Quantum Eagle”提高了五倍。
  • IBM 量子系统二号开始使用三个 IBM Heron 处理器运行,旨在将以量子为中心的超级计算变为现实。
  • IBM 未来十年量子开发路线图的扩展优先考虑门操作的改进,以提高质量以实现先进的纠错系统。
  • Qiskit 1.0 发布。IBM 表示,它是“世界上使用最广泛的开源量子编程软件”,其新功能可帮助计算科学家轻松、快速地执行量子电路。
  • IBM 将展示生成式 AI 模型,该模型能够使用watsonX自动执行量子代码开发并优化量子电路。
责编:Demi
夏菲
电子技术设计(EDN China)助理产业分析师
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